Brevet FR2658808A1 — publié le 19910830

L'invention a trait aux techniques de bombage de feuilles de verre par effondrement sur un cadre de bombage. Elle concerne plus précisément une installation permettant un contrôle très précis des conditions de chauffage de feuilles de verre en vue d'une maîtrise totale des cour- bures principales et secondaires que l'on souhaite conférer à la feuille de verre L'invention s'applique notamment à la réalisation de vitrages feuilletés destinés aux véhi- cules automobiles. Pour bomber des paires de feuilles de verre en vue de la réalisation de vitrages feuilletés, il est usuel de dé- poser les deux feuilles de verre sur un cadre de bombage encore appelé squelette et de faire avancer ce cadre de manière continue ou pas à pas, au travers d'une série de stations de chauffage dans lesquelles le cadre séjourne plus ou moins longtemps Dans les fours électriques, cha- cune de ces stations de chauffage est tapissée de résis- tances constituées par exemple par des tubes en céramique réfractaire autour desquels sont boudinés des fils élec- triques Les tubes garnissant la sole et la voûte du four sont montés parallèlement à l'axe du four, alors que les vitrages sont introduits perpendiculairement à cet axe; de cette façon, il est très aisé de surchauffer les bords la- téraux du vitrage auquel on désire généralement conférer une courbure un peu plus prononcée que celle conférée à la partie centrale du vitrage De plus, une telle orientation privilégie la qualité optique dans ce sens que les éven- tuels défauts optiques générés par un chauffage, non ri- goureusement uniforme, mais selon une série de bandes cor- respondant aux tubes-résistances se trouvent placés 2- sensiblement verticalement après la pose du vitrage dans le véhicule et ne gênent absolument pas la visibilité du con- ducteur. De tels procédés conviennent bien à l'obtention de vitrages dits cylindriques, ne comportant donc qu'un seul rayon de courbure dans le plan horizontal Toutefois, l'évolution des formes des véhicules automobiles conduit à une demande de vitrages présentant un double bombage, c'est-à-dire ayant une courbure secondaire dans une direc- tion essentiellement perpendiculaire à la direction de la courbure principale, ce qui permet par exemple d'assurer une continuité entre la toiture du véhicule et son pare-brise Cette courbure secondaire est d'autant plus difficile à obtenir que la pliure est marquée et donc que le rayon de courbure est petit et/ou qu'elle se situe près d'un bord du vitrage Dans ces cas, il est nécessaire de surchauffer le vitrage dans ces zones de forte courbure au risque d'accentuer le bombage de la partie centrale du vitrage qui prend une déformation sphérique Si de tels n O vitrages peuvent à la rigueur être obtenus avec ces procé- dés selon l'art, notamment par une subdivision des résis- tances électriques des zones terminales de l'installation, il est pratiquement exclu d'obtenir des vitrages dits en "S", c' est-à-dire présentant en dehors de leur courbure 2 principale deux rayons de courbure secondaire dans des di- rections inverses De tels vitrages en "SI' conviennent à la réalisation d'un véhicule dont le pare-brise tangeante le capot et le toit. La présente invention a pour but de remédier aux in- convénients cités par la fourniture d'une installation permettant de mieux maîtriser le double-bombage, y compris lorsque le rayon de courbure n'est pas constant sur toute la longueur ou la largeur du vitrage, ou même s'inverse. Ce but est atteint selon l'invention par un four pour le bombage de feuilles de verre par effondrement sur un cadre de bombage, comportant au moins une station de chauffage dont les parois sont garnies de résistances et dont la série de résistances associée à la partie supé- rieure de la station de chauffage est répartie entre une ou 3 - plusieurs zones axiales dans lesquelles les résistances sont orientées parallèlement à la hauteur des feuilles de verre et une ou plusieurs zones transversales dans les- quelles les résistances sont orientées perpendiculairement à la hauteur des feuilles de verre, la puissance de chauffe attribuée à une zone axiale ou transversale donnée étant régulée indépendamment des puissances de chauffe attribuées aux autres zones axiales et transversales. Par résistance électrique on entend au sens de l'in- vention notamment des tubes-résistances en céramique ré- fractaire autour desquels sont boudinés des fils éle- ctroconducteurs, des tubes creux en quartz enfermant des filaments chauffants, des petits éléments chauffants,de préférence carrés, susceptibles d'être assemblés en damiers ou tout autre moyen équivalent connu de l'homme de l'art, le seul point critique étant que ces moyens doivent avoir une orientation longitudinale privilégiée, de sorte que ces moyens ou groupes de moyens sont analogues à un tube-ré- sistance du point de vue des surfaces chauffées. Avec une telle disposition des tubes-résistances, on peut obtenir différentes configurations de chauffe parti- culièrement bien adaptées au profil de température que l'on souhaite conférer à la feuille de verre, et ceci avec une très grande précision de localisation Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les zones transver- sales sont en regard de la partie centrale des feuilles de verre, et les feuilles de verre sont déplacées au travers des différentes stations de chauffage selon une direction parallèle à leur hauteur Ainsi la surface supérieure des 0 feuilles de verre se trouvent exposées à des éléments chauffants essentiellement parallèles à ses bords. La précision du profil de chauffe est d'autant plus simple à maîtriser que le nombre d'éléments chauffants est grand Il est par exemple tout particulièrement intéressant de disposer d'une nouvelle zone transversale selon un pas inférieur à 150 mm ou mieux à 100 mm, et de couvrir la longueur de la partie centrale du vitrage non avec un seul tuberésistance, mais deux ou trois tubes-résistances mis bout à bout et alimentés en puissance électrique de manière -4- indépendante. Ce qui est vrai pour la partie centrale du vitrage - o on cherche à obtenir une courbure très prononcée par exemple le long du bord supérieur tangeantant le toit du véhicule automobile est aussi vrai pour les parties la- térales du vitrage plus particulièrement chauffées par les zones axiales Aussi est-il avantageux de travailler avec quatre ou six zones axiales associées à chacune des deux parties latérales du vitrage. De façon préférée chaque zone de chauffe, axiale ou transversale, est constituée par un ensemble de par exemple deux tubes-résistances supportés par des berceaux communs. La position de chaque berceau peut être réglée en hauteur de manière à modifier la distance entre la feuille de verre et les résistances. Avantageusement, la course verticale des berceaux peut être réglée de façon à faire varier à volonté la distance entre l'axe d'un tuberésistance et la feuille de verre entre 100 et 300 mm et de préférence entre 100 et 250 mm, le réglage s'effectuant de l'extérieur du four par des commandes manuelles ou automatiques Des commandes rapides permettent la descente des berceaux en cours même de pro- cédé, ce qui permet éventuellement de maintenir constante la distance entre la feuille de verre et une résistance donnée alors même que la feuille de verre s'effondre sur son squelette de bombage. Un four selon l'invention peut comporter une ou plu- sieurs sections de chauffe dont la paroi supérieure est garnie de zones de chauffe axiales et transversales Tou- tefois, il n'est pas nécessaire que toutes les sections de chauffe soient du même modèle et dans les installations de grande capacité, on pourra associer aux sections de chauffe selon l'invention des sections de chauffe auxiliaires dont tous les tubes-résistances de la partie supérieure sont orientés parallèlement à la hauteur des feuilles de verre. Ces sections de chauffe auxiliaires sont de préférence dans la première partie du four, c'est-à-dire dans la partie du four plus particulièrement destinée au préchauffage de la feuille de verre et dans laquelle la température du verre - est relativement plus faible Même en faisant abstraction de l'aspect strictement financier (l'investissement lié à une section de chauffe dépend à l'évidence du nombre de zones de chauffe alimentées indépendamment), cette forme de réalisation est tout particulièrement avantageuse car elle correspond à la qualité optique maximale dans la mesure o elle minimise les risques de générer des bandes parallèles correspondant en quelque sorte à l'empreinte des tubes-ré- sistances et qui pourraient gêner le conducteur du véhi- cule. Le four selon l'invention se prête tout particulière- ment à la réalisation de vitrages comportant un double bombage, c'est-àdire comportant une courbure secondaire dans un plan perpendiculaire au plan de la courbure prin- cipale En lui associant éventuellement un squelette de bombage constitué par un cadre ouvert en son centre, mais comportant une partie pleine convexe, le four selon l'in- vention permet également la réalisation dans des conditions industrielles de vitrages présentant une courbure secon- daire en "S" et avec des points d'inflexion non centrés. D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent de la description d'un four multi- cellulaire faite en référence aux dessins annexés qui re- présentent: figure 1: un schéma en vue de dessus d'une section de four selon l'invention figure 2: une vue détaillée d'un berceau support de tubes-résistances et de son dispositif de réglage en hau- teur, figure 3: un exemple de tableau de chauffe (figure 3-b)) conduisant à un vitrage présentant une courbure se- condaire décentrée ( 3-a), figure 4: une vue schématique en perspective d'un squelette de bombage avec une partie pleine plus particu- Fièrement adapté à l'obtention de formes en "S". La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un four plus spécialement adapté à l'obtention de feuilles de verre bombées par paires en vue de leur assemblage par une 6 - feuille de matière plastique, pour la production par exem- ple de pare-brise automobile. Le four ici schématisé ne comporte qu'une seule sec- tion de chauffe (four monocellulaire) mais il va de soi que des sections identiques ou du type section de chauffe auxiliaires peuvent être associées pour augmenter la capa- cité de l'installation. Le four est constitué par une cellule 1 munie d'une porte d'ouverture 2 qui communique avec un sas de refroi- dissement 3 Dans cette cellule 1, les feuilles de verre 4 figurées par des traits discontinus et préalablement dé- coupées et façonnées sont posées sur une forme de bombage 6 par exemple constituée par un cadre ouvert en son centre dont le profil correspond au profil que l'on souhaite con- L, férer aux feuilles de verre Cette forme de bombage 6 est portée par un chariot déplacé sur des rails parallèles à l'axe 5 et ici non représentés Lorsque les feuilles de verre sont suffisamment chaudes, elles se déforment sous l'effet de leur poids et progressivement viennent à épouser le profil de la forme de bombage. Les éléments de chauffage de la cellule sont consti- tués par des tubes en céramique réfractaire, par exemple des tubes en silice ou en alumino-silicates, autour des- quels sont boudinés des fils métalliques Ces résistances garnissent la sole du four o elles sont montées parallèles à l'axe 5 du four Pour la sole on peut utiliser par exem- ple des tubes d'environ 1 mètre de long et montés fixes et dont les extrémités ne débordent pas à l'extérieur du four. De préférence, les résistances de la sole sont réparties par zone, par exemple au nombre de 6, chaque zone étant alimentée en puissance électrique de manière indépendante des autres zones Les parois du four parallèles à l'axe 5 sont de préférence également munies de tubesrésistances montés fixes Toutes ces dispositions sont bien connus de l'art et n'appellent pas de commentaires particuliers. Par contre, l'invention propose une nouvelle disposi- tion des tubes-résistances qui garnissent la voûte et par lesquelles sont dissipés environ 75 % de la puissance to- tale de chauffe de la cellule La cellule ici schématisée 7 - comporte en effet 6 zones latérales de chauffe, numérotées de 7 à 22, formées de résistances montées sur des berceaux suspendus à la voûte, disposées parallèlement à l'axe 5 du four, et de ce fait qualifiées de zones de chauffe axiales. Deux zones symétriques par rapport à l'axe du four (zones 7 et 12 par exemple) dissipent généralement des puissances électriques identiques, mais toutefois sont munies de moyens d'alimentation électrique autonomes Il en est de même pour des zones de chauffe d'un même côté de l'axe, chacune des 6 zones pouvant être régulée en puissance de O à 100 %. La cellule possède également une zone centrale 13 qui est au sens de l'invention une zone transversale faisant face à la partie centrale des feuilles de verre Cette zone 1 r transversale comporte dans le cas ici représenté 3 fois 18 tubes-résistances montés transversalement et définissant ensemble 3 sous-zones longitudinales également alimentées indépendamment. Tous les tubes-résistances associés à la voûte sont posés sur des berceaux suspendus à la voûte de manière ré- glable de sorte qu'il est possible de faire varier à vo- lonté le profil géométrique de chauffe et de l'adapter au mieux aux dimensions des feuilles de verre traitées et au type de galbe que l'on souhaite leur conférer Dans le cas ici schématisé, on obtient par exemple un chauffage diffé- rencié des parties latérales des feuilles de verre qui permet de les bomber selon un rayon de courbure différent de celui des autres parties et ceci sans entraîner un défaut de bombage dans ces autres parties dû à une augmen- tation du temps de séjour dans la cellule de bombage Un dispositif de réglage en hauteur de la position des tubes-résistances est schématisé figure 2 o on remarque que les tubes-résistances 14, de préférence des tubes creux en alumino-silicate, sont posés deux par deux à leur ex- trémité sur des berceaux 15 Les fils électriques boudinés autour des tubes 14 sont connectés à une alimentation électrique via des tubulures isolées 16 passant au travers de la voûte 17, fixées par des attaches 18 à une potence 19 supportant également les berceaux 15 A l'extrémité 8 supérieure de la potence 19 est vissée une attache 20 sur laquelle se raccorde une chaîne 21 engrenant sur une roue dentée 22 Pour abaisser le berceau, il suffit donc de faire tourner la roue 22, par exemple d'un tiers de tour et de la bloquer une fois les résistances 14 mises en place. La rotation des roues 22 peut être commandée manuellement ou de préférence par un dispositif automatique piloté de- puis le tableau de contrôle du four De cette façon, on peut aisément faire varier la distance entre la feuille de verre et les tubes- résistances, la chaîne étant prévue pour un battement de par exemple 200 ou 250 mm Dans le cas de très fortes courbures, on peut également commander la des- cente des tubes-résistances en cours de processus de bombage. L'intérêt du four selon l'invention ressort par exem- ple de l'examen des résultats de la figure 3 Le problème ici posé était celui de la réalisation d'un volume pré- sentant une courbure décentrée par rapport à la hauteur du pare-brise, en conformité avec la courbe de la figure 3-a o sont indiquées les valeurs du double-bombage en milli- mètres par rapport à la cote dans la hauteur du pare-brise (en centimètre) , ou autrement dit la valeur de la flèche dans la direction secondaire de bombage comme l'illustre le croquis de vitrage figurant également sur cette figure 3-a. Ce vitrage a été obtenu dans un four selon l'invention comportant une station de bombage avec 3 x 18 zones de ré- sistances transversales, en regard de la partie centrale du vitrage 23 dont on a représenté la position dans le four, et avec 6 x 7 zones de résistances axiales en regard des parties latérales Tous les apports thermiques proviennent des résistances de la partie supérieure Dans un premier temps, ( 480 secondes), on préchauffe le vitrage jusqu'à une température voisine de la température de déformation du verre, en réglant toutes les zones de manière identique (température de consigne 4001 C) Dans un second temps, ( 360 secondes), on modifie totalement les valeurs des tempéra- tures de consigne en suivant le tableau de chauffe repré- senté figure 3-b Le très grand nombre de résistances dis- ponibles, et leur disposition essentiellement parallèlement -9 - aux zones de plus forte courbure permet un réglage très fin du profil de température des feuilles de verre qui conduit avec une grande exactitude à l'obtention de la courbure souhaitée. Il est également possible d'obtenir des courbures en "S", c'est-à-dire des vitrages présentant au moins un point d'inflexion selon leur hauteur Dans ce cas, il est néces- saire de créer une différence de température très marquée entre des points de la surface des feuilles de verre pour- tant très proches (la "bosse" doit en effet être sur- chauffée sans que le soit pour autant la partie du vitrage immédiatement adjacente qui doit par exemple être rela- tivement droite et non très creusée) Ce creusement est évité si on utilise un squelette de bombage tel que celui schématisé à la figure 4 Ce squelette est constitué par un cadre métallique 24 articulé autour de deux axes 25 et 26, de manière à faire reposer la feuille de verre sur un squelette continu dès le début du f ormage, les parties la- térales 27 et 28 du cadre étant relevé au cours du proces- sus Le cadre 24 est renforcé par des éléments raidisseurs 29 qui n'entrent jamais en contact avec la feuille de verre Selon l'invention, il comporte également une partie pleine 30 qui permet l'obtention de la courbure convexe souhaitée Avantageusement la partie de la feuille de verre en appui sur cette partie pleine 30 du cadre 24 est essen- tiellement chauffée par les zones de résistances sises de coté et non en regard de la feuille de verre, de sorte que la partie centrale de celleci n'est pas surchauffée par rayonnement. - RI Ov E Nu ICATIONS 1 Four pour le bombage de feuilles de verre notamment par effondrement sur un cadre de bombage, comportant au moins une station de chauffage dont les parois sont garnies } de résistances, la série de tubes-résistances associée à la partie supérieure de la station de chauffage étant répartie entre une ou plusieurs zones axiales dans lesquelles les résistances sont orientées parallèlement à la hauteur des feuilles de verre et une ou plusieurs zones transversales dans lesquelles les résistances sont orientées perpendicu- lairement à la hauteur des feuilles de verre, la puissance de chauffe attribuée à une zone axiale ou transversale donnée étant régulée indépendamment des puissances de chauffe attribuées aux autres zones axiales et transver- sales. 2 Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites zones transversales sont en regard de la par- tie centrale des feuilles de verre, lesdites feuilles de verre étant déplacées au travers des différentes stations de chauffage selon une direction parallèle à leur hauteur. 3 Four selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que lesdites résistances électriques sont constituées par des tubes-résistances en céramique réf rac- taire autour desquels sont boudinés des fils éle- ctroconducteurs. 4 Four selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que lesdites résistances électriques sont constituées par des moyens ou groupes de moyens de chauffage disposés selon une orientation longitudinale. 5 Four selon l'une des revendications 2 à 4, carac- térisé en ce que lesdites zones transversales sont à un pas inférieur à 150 mm et de préférence à 100 mm, vu dans la direction parallèle à la hauteur des feuilles de verre. 6 Four selon l'une des revendications 2 à 5, carac- térisé en ce qu'il compte au moins deux et de préférence trois zones transversales, vu dans une direction perpendi- culaire à la hauteur des feuilles de verre. 7 Four selon l'une des revendications 2 à 6, carac- térisé en ce qu'il compte au moins quatre et de préférence six zones axiales, vu dans une direction parallèle à la hauteur des feuilles de verre et en regard de chacune des deux parties latérales de la feuille de verre. 8 Four selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque zone axiale ou respectivement transversale est constituée par un ensemble de deux tubes- résistances supportés par un berceau commun. 9 Four selon la revendication 8, ra être réglée entre 100 et 300 mm. Four selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des stations de chauffage auxiliaires dont tous les tubes-résistances de la partie supérieure sont orientés parallèlement à la hauteur des feuilles de verre. 11 Four selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites stations de chauffage auxiliaires constituent les premières stations de chauffage du four. 12 Application du four selon l'une des revendications 1 à 9 à la réalisation de vitrages comportant un double bombage. 13 Application du four selon la revendication 12 à la réalisation de vitrages en "S" obtenus au moyen d'un cadre de bombage ouvert en son centre et comportant une partie pleine. 14 Application selon la revendication 13, caracté- risée en ce que les vitrages en "S" sont obtenus au moyen d'un cadre dont la partie pleine sur laquelle s'appuie une portion de la surface de la feuille de verre n'est pas si- tuée immédiatement à proximité des bords.