Brevet FR2651770A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne la mise en forme de feuilles de verre et, plus précisément, la réduction des contraintes résiduelles dans des feuilles de verre façonnées sur des rails de mise en forme par cintrage par affaissement. Des feuilles de verre cintrées sont couramment utilisées comme fermetures vitrées dans des véhicules tels que les automobiles ou similaires. Pour de telles applications, les feuilles de verre doivent être cintrées selon des courbures définies avec précision, dictées par la configuration et le contour des ouvertures qui sont ménagées dans les véhicules et dans lesquelles les feuilles cintrées doivent être installées, ainsi que par le profil d'ensemble des véhicules. En même temps, il est important que les feuilles cintrées répondent à des exigences optiques et mécaniques rigoureuses. Il est d'usage courant de mettre en forme une feuille de verre sur un moule de cintrage comportant des rails profilés de mise en forme qui supportent une feuille de verre initiallement plate et la transportent à travers un tunnel chauffant. Au moment o le verre supporté atteint une température qui s'approche de sa température de ramollissement par la chaleur, il commence à s'affaisser sous l'effet de la force de gravité et à épouser le profil des rails de mise en forme sur le moule. Au besoin, le moule de cintrage peut comprendre des sections d'extrémité articulées qui permettent de donner plus facilement, à des parties de la feuille de verre, de fortes courbures qui ne pourraient normalement pas être obtenues par des techniques usuelles de cintrage par affaissement. En cas de mise en forme de vitres pour pare-brise, deux feuilles de verre superposées ou doublets peuvent être transportées à travers le tunnel chauffant sur le moule de cintrage et mises en forme simultanément. Après sa mise en forme, la feuille de verre est refroidie. Lorsque le verre doit être recuit, c'est-à- dire refroidi lentement sur toute l'étendue de sa plage de recuisson, comme ce sera le cas si le verre doit être utilisé pour fabriquer un parebrise stratifié, il est d'usage courant de refroidir le verre tandis qu'il reste sur le moule de cintrage. Il a été constaté que certains éléments constituants du moule de cintrage, et en particulier les rails de mise en forme du moule, l'encadrement de support, le ballast et/ou les écrans de chaleur, se comportent comme des dissipateurs thermiques pendant l'opération de chauffage et de cintrage par affaissement et rerayonnent la chaleur absorbée pendant l'opération de refroidissement. En conséquence, les parties du verre plus proches de ces éléments constituants du moule refroidissent plus lentement que les parties environnantes du verre. Le refroidissement non uniforme donne lieu à -de fortes contraintes de traction localisées dans les parties du verre qui refroidissent à une vitesse plus lente, ce qui fait que ces zones o règnent de fortes contraintes sont plus susceptibles de rupture au choc. Cet effet est particulièrement marqué le long du périmètre du verre, o des parties périphériques du verre sont en contact direct avec les rails de mise en forme. Il serait avantageux de pouvoir réduire les fortes contraintes localisées résultant du refroidissement non uniforme du verre. Les brevets US n 3 264 082 (Golightly) et 4 687 501 (Reese) décrivent l'utilisation de ballasts et d'écrans de fer de cintrage légers pour des moules de cintrage de feuilles de verre. Les brevets US n 3 976 462 --(Sitara) et 4 375 978 (Reese et al.) décrivent des moules de cintrage en fer utilisés dans des opérations de cintrage par affaissement. Chacun comprend des rails de mise en forme profilés, supportés par des colonnes sur un cadre de support principal qui est transporté à travers un tunnel chauffant. Des feuilles de verre plates sont placées sur les rails de mise en forme du moule de cintrage et s'affaissent au contact des rails tandis que les feuilles de verre sont chauffées dans le tunnel. La présente invention met à disposition un procédé pour réduire les contraintes de traction localisées dans des feuilles de verre formées par cintrage par affaissement sur un moule de cintrage de profil. Le moule comprend un cadre de support principal et des rails de mise en forme disposés légèrement en dedans du périmètre de la feuille de verre. La feuille est placée sur les rails de mise en forme, qui présente une élévation et un contour de sa surface de support correspondant à la forme désirée de la feuille de verre, et elle est chauffée à sa température de ramollissement par la chaleur, de sorte qu'elle s'affaisse sous l'effet de la force de gravité et épouse le profil des rails de mise en forme. Après sa mise en forme, le verre est refroidi. Certains éléments constituants du moule absorbent de la chaleur pendant l'opération de cintrage par affaissement et rerayonnent la chaleur pendant l'opération de refroidissement, ce qui se traduit par un refroidissement non uniforme du verre et par de fortes contraintes de traction localisées dans les zones du verre qui refroidissent à une vitesse plus lente que le verre environnant. La présente invention réduit ces contraintes localisées en plaçant un organe isolant entre la feuille de verre mise en forme et les éléments constituants du moule qui rerayonnent de la chaleur pendant l'opération de refroidissement. Dans une forme de réalisation de l'invention, une couverture calorifuge est placée au-dessous et à distance de la feuille de verre mise en forme, s'étendant sur toute l'aire définie par les rails de mise en forme. La couverture calorifuge isole thermiquement la feuille de verre mise en forme des éléments constituants du moule et elle réduit les variations de la vitesse de refroidissement du verre qui se produiraient autrement par le fait que des parties du verre sont plus proches des éléments constituants du moule que d'autres parties du verre. La fig. 1 est un vue isométrique d'un moule de cintrage incorporant des parties de la présente invention, certains éléments ayant été omis pour plus de clarté. La fig. 2 est une vue en coupe du moule de cintrage représenté sur la fig. 1, certains éléments ayant été omis pour plus de clarté. Les fig. 3 et 4 sont des vues en coupe analogues à celle de la fig. 2, représentant des variantes de réalisation de l'invention. La présente invention est décrite à propos de son application dans la mise en forme de feuilles de verre, mais il est bien entendu qu'elle peut être appliquée pour contrôler le refroidissement d'autres matériaux dont la résistance mécanique est influencée défavorablement par un refroidissement non uniforme. Pour se référer à la fig. 1, le moule de cintrage de verre 10 est un moule articulé semblable à celui qui est décrit dans le brevet US n 3 976 462 (Sitara), mais des moules non articulés, semblables à celui qui est décrit dans le brevet US n 4 375 978 (Reese et al.), peuvent être également utilisés dans le cadre de la présente invention. Bien que cela ne limite pas la présente invention, le moule 10 comprend une partie de moule centrale 12 flanquée de deux sections d'extrémité pivotantes 14. Le moule 10 est supporté, pour son déplacement à travers un tunnel chauffant (non représenté), par un cadre principal 16. Des bras de pression 18 sont raccordés à chaque section d'extrémité 14 du moule et sont montés sur le cadre 16 au moyen de colonnes d'articulation 20. Les bras 18 sont munis, à leur extrémité longitudinale interne, de contre-poids d'équilibrage 22 qui ont tendance à faire tourner les sections d'extrémité 14 du moule autour des colonnes d'articulation 20 entre une position d'ouverture (non représentée) et la position de fermeture représentée sur la fig. 1. Les bras de pression 18 sont situés à l'extérieur latéralement des rails de mise en forme 24 du moule de cintrage 10. Les rails de mise en forme 24 du moule 10 comprennent des rails de mise en forme centraux 26 supportés sur des barres rigides de renfort 28 par des pièces 30 dans la partie centrale 12 et des rails de mise en forme d'extrémité 32 supportés sur des barres de renfort 34 par des pièces 36 dans chaque section d'extrémité 14 du moule. Les barres de renfort 28 dans la section centrale 12 du moule sont fixées rigidement au cadre 16, tandis que les barres de renfort 34 dans chaque section d'extrémité 14 du moule sont montées pivotantes sur le cadre 16 au moyen des colonnes d'articulation 20. Lorsque les sections 14 du moule sont dans la position haute et de fermeture représentée sur la fig. 1, le profil en élévation des rails de mise en forme 24 définit le profil final désiré de la feuille de verre mise en forme, légèrement en dedans du périmètre de cette feuille. Comme on l'a exposé précédemment, le refroidissement non uniforme de la feuille de verre G mise en forme tandis qu'elle est supportée sur les rails de mise en forme 24 du moule 10 donne lieu à de fortes contraintes de traction localisées dans les zones de la feuille de verre qui refroidissent à une vitesse plus lente que le verre environnant. Pour réduire ces contraintes, un élément calorifuge 38 est disposé entre la feuille de verre G et les éléments du moule 10 qui retiennent la chaleur, selon ce qui est représenté sur les fig. 1 et 2. Bien que cela ne limite pas la présente invention, l'élément 38 est de préférence disposé audessous et à distance de la feuille de verre G et il s'étend sur toute l'aire définie par les rails de mise en forme 24. L'élément 38 "égalise" la vitesse de refroidissement de la feuille de verre G en isolant la feuile de verre de la chaleur rerayonnée et en réduisant la circulation d'air en dessous de la feuille de verre G, de façon à maintenir la feuille entière à une température plus uniforme que si elle était refroidie après sa mise en forme. Toute solution de continuité dans les rails 24 ou dans l'élément 38 doit être comblée par l'élément calorifuge 38 ou une autre matière isolante afin d'empêcher, en dessous de la feuille de verre G, un courant d'air qui nuirait à l'uniformité de refroidissement du verre. Bien que cela ne limite pas la présente invention, dans une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément 38 est une couverture isolante de 1,27 cm environ d'épaisseur, fabriquée par Babcock and Wilcox sous la marque KAOWOOL ZR. Cette couverture est placée & 5,08 cm environ au- desous de la feuille de verre G et est supportée d'une quelconque manière appropriée connue dans la technique, par exemple par un cadre de fil métallique 40 tel que représenté sur les fig. 1 et 2 ou par du métal déployé (non représenté). La fig. 3 illustre une variante de réalisation de la présente -invention qui est particulièrement appropriée pour une configuration de moule dont la source majeure de chaleur rerayonnée qui donne lieu à de fortes contraintes de traction localisées dans le verre G mis en forme est constituée par les rails de mise en forme du moule. Des éléments calorifuge 42 s'étendent vers l'intérieur à partir des rails de mise en forme 24, en dessous de la feuille de verre G, en direction de la partie centrale du moule 10, de façon à assurer une transition de vitesse de refroidissement plus uniforme entre les parties de la feuille de verre G qui sont supportées directement par les rails 24 et les parties du verre situées à distance du rail 24. En conséquence, il y a moins de nonuniformité de la vitesse de refroidissement de la feuille de verre G autour de sa périphérie et de mo-indres contraintes de traction localisées. Bien que cela ne limite pas la présente invention, dans la forme de réalisation particulière représentée sur la fig. 3, les éléments 42 sont supportés par une plaque 44 fixée aux rails de mise en forme 24 et ils s'étendent vers l'intérieur sur une distance d'environ 15,24 cm. La présente invention peut aussi être appliquée en combinaison avec des configurations de moule comportant des moyens de mise en forme auxiliaire. Bien que cela ne limite pas la présente invention, d'après ce qui est représenté sur la fig. 4, un élément calorifuge 38 est tendu sur une surface de mise en forme partielle 46 disposée dans l'aire définie par les rails de mise en forme 24. Il est envisageable d'appliquer également la présente invention en combinaison avec un ballast (non représenté) et des écrans thermiques (non représentés), qui sont utilisés généralement dans la mise en forme de feuilles de verre par cintrage par affaissement, selon ce qui est décrit dans les brevets US né 3 264 082 (Golightly) et 4 687 501 (Reese), lesquels sont ici inclus par voie de référence. D'une manière plus générale, l'invention concerne notamment un moule de cintrage de profil pour la mise en forme d'un matériau en feuille ramollissable par la chaleur, le moule étant du type comprenant un anneau assurant la fonction des rails de mise en forme (24) précités et qui supporte la feuille à mettre en forme pendant les opérations de mise en forme et de refroidissement, et un support, tel le support 16 précité, raccordé à cet anneau. Sachant que dans ce type de moule, il y a une perte de chaleur non uniforme à partir de la feuille mise en forme supportée par l'anneau 24 et le support 16 de celui-ci pendant le refroidissement, l'invention consiste en des moyens (38, 42), tels que décrits précédemment, montés sur le moule pour assurer une perte de chaleur plus uniforme à partir de la feuille mise en forme G. Les formes de l'invention qui ont été décrites et représentées dans la présente description représentent des formes de réalisation préférées données à titre d'illustration. Il est bien entendu que diverses modifications peuvent y être apportées sans que l'on s'écarte pour autant de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Moule de cintrage de profil pour la mise en forme d'un matériau en feuille ramollissable par la chaleur par le procédé de cintrage par affaissement, comprenant un support (16), des rails (24) de mise en forme de la feuille supporté par ledit support (16) et présentant une élévation et un contour de sa surface de support qui correspondent à la forme désirée de ladite feuille à mettre en forme (G), et des moyens (38, 42) pour isoler thermiquement des parties sélectionnées de ladite feuille à mettre en forme de parties sélectionnées desdits rails de mise en forme (24) et dudit support (16), afin d'assurer un refroidissement généralement uniforme de ladite feuille à mettre en forme (G) tandis qu'elle est supportée sur lesdits rails de mise en forme (24). 2.- Moule selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'isolation thermique comprennent un élément isolant (38, 42) disposé entre lesdites parties sélectionnées de ladite feuille (G) et lesdits rails de mise en forme (24) et support (16). 3.- Koule selon la revendication 2, dans lequel lesdits rails de mise en forme (24> comprennent au moins une section de rail mobile (14) raccordée à pivotement à une section de rail centrale fixe (12) du moule. 4.-]oule selon la revendication 2, dans lequel lesdits rails de mise en forme (24) sont disposés légèrement en dedans du périmètre de ladite feuille (G) et ledit élément isolant (42) s'étend vers l'intérieur à partir desdits rails de mise en forme (24) en direction d'une partie centrale dudit support (16). 5.- roule selon la revendication 4, dans lequel ledit élément (42) est disposé au-dessous et à distance de ladite feuille (G). 6.- Moule selon la revendication 4, dans lequel ledit élément est une couverture isolante (38) qui s'étend pratiquement sur toute l'étendue d'une aire définie par lesdits rails de mise en forme (24). 7.- Boule selon la revendication 6, dans lequel ledit élément (38) est disposé au-dessous et à distance de ladite feuille (G). 8.- Moule selon la revendication 7, dans lequel ladite feuille (G) est une feuille de verre. 9.- loule de cintrage de profil pour la mise en forme d'un matériau en feuille ramollissable par la chaleur, le moule étant du type comprenant un anneau pour supporter la feuille à mettre en forme pendant les opérations de mise en forme et de refroidissement, et un support raccordé à cet anneau, type dans lequel la perte de chaleur à partir de ladite feuille mise en forme supportée par l'anneau pendant le refroidissement, mesurée dans une zone en dedans de l'anneau, est non uniforme en conséquence de la perte de chaleur à partir dudit anneau et dudit support, l'amélioration consistant en des moyens (38, 42> montés sur ledit moule (10) pour assurer une perte de chaleur plus uniforme à partir de ladite feuille mise en forme (G) supportée par l'anneau (24), mesurée dans ladite zone en dedans de l'anneau. 10.- Moule selon la revendication 9, dans lequel lesdits moyens montés sont constitués par un élément calorifuge (38, 42) disposé au-dessous et & distance de ladite feuille (G) dans ladite zone en dedans dudit anneau (24). 11.- Moule selon la revendication 10, dans lequel ledit élément calorifuge (42) s'étend vers l'intérieur à partir dudit anneau (24) en direction d'une partie centrale dudit anneau. 12.- Moule selon la revendication 11, dans lequel ledit élément calorifuge (38) s'étend pratiquement sur toute l'étendue de ladite zone en dedans dudit anneau (24). 13.- Procédé de mise en forme d'un matériau en feuille ramollissable par la chaleur par cintrage par affaissement, comprenant les étapes consistant à placer une feuille à mettre en forme sur un support comportant des rails de mise en forme qui sont disposés légèrement en dedans du périmètre de la feuille et qui présentent une surface de support dont le profil en élévation et le contour correspondent à la forme désirée de ladite feuille à mettre en forme, à chauffer ladite feuille à sa température de déformation de telle sorte que ladite feuille s'affaisse au contact desdits rails de mise en forme, et & refroidir ladite feuille tandis qu'elle est supportée sur lesdits rails de mise en forme, des parties sélectionnées dudit support continuant à rayonner de la chaleur pendant ce refroidissement, ce qui se traduit par un refroidissement non uniforme de ladite feuille et par de fortes contraintes de traction localisées dans des parties de ladite feuille à proximité immédiate desdites parties sélectionnées dudit support, l'amélioration consistant à isoler thermiquement lesdites parties de ladite feuille (G) desdites parties sélectionnées dudit support pour assurer un refroidissement plus uniforme de ladite feuille et réduire les contraintes de traction localisées dans lesdites parties de la feuille. 14.- Procédé selon la revendication 13, dans lequel ladite opération d'isolation comprend la mise en place d'un élément isolant entre lesdites parties de ladite feuille et lesdites parties sélectionnées dudit support. 15.- Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre l'opération consistant à faire en sorte que ledit élément s'étende vers l'intérieur à partir desdits rails de mise en forme en direction d'une partie centrale dudit support. 16.- Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'opération consistant à faire en sorte que ledit élément soit à distance au-dessous desdites parties de ladite feuille. 17.- Procédé selon la revendication 15, dans lequel ladite opération consiste à faire en sorte que ledit élément s'étende sur toute l'étendue d'une aire définie par lesdits rails de mise en forme. 18.- Procédé selon la revendication 17, comprenant en outre l'opération consistant à faire en sorte que ledit élément soit à distance au-dessous de ladite feuille.