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"Ap areilla our cintrer des feuillets deverre".
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Ap2ÊLti-ila er-rE" -
L'invention se rapporte a des moules améliorés de cintra- ge du verre, du type a profil ou à claire-voie et à l'appareil- lage pour manoeuvrer les moules, et en particulier a un appa- reillage construit de telle manière et en un matériau tel que, dans-les formes désirées, les constructions conservent leurs contours avec exactitude, sans gauchissement ni accroissement nuisibles aurant les cycles répétés de chauffage et de re- froidissement auxquels l'appareillage de cintrage du verre est soumis, et maintiendront une différence souhaitable de température entre le moule et le verre au cours de l'emploi.
En vue de satisfaire, à l'échelle industrielle, la de- mande de glaces de verre galbées ayant des tolérances dimen- sionnelles étroites en vue d'éliminer la nécessité d'un ajustage sélectif a l'assemblage, il est nécessaire d'avoir des moules de cintrage du verre qui non seulement sont fa- ciles a usiner aux profils souhaités, mais qui conservent également avec exactitude ces profils pendant de longues périodes d'utilisation.
C'est un fait bien connu que la plupart des construc- tions en acier ont tendance à gauchir et, dans de nombreux
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cas, a se dilater ou croître lorsque les tensions à l'inté- rieur du matériau sont relâchées par des cycles répétés de chauffage et de refroiaissement. Ainsi, dans la production d'outillage de précision, il est courant de "normaliser" les parties, particulièrement les pièces coulées, par des cycles répétés de chauffage et de refroidissement de manière à ce qu'après l'usinage de finissage les parties ne subissent pas de nouveaux changements dimensionnels.
Ce procédé est insuffisant pour les moules de cintrage du verre parce que les cycles de chauffage et de refroidissement auxquels les moules sont soumis déterminent le gauchissement des moules lorsque les tensions introduites dans le matériau par l'usi- nage ou le cintrage des parties aux profils désirés sont re- lâchées.
Un autre problème impliqué dans la conception et la construction des moules de cintrage du verre est que la sur- face supportant le verre doit avoir des caractéristiques de capacité calorifique et de transmission de chaleur telles que le verre qui est cintré ne fusionne pas ou n'adhère pas avec la surface du moule.
Jusqu'à présent, la plupart des moules de cintrage du verre du type à claire-voie ou à profil qui sont employés industriellement étaient formés en soudant ensemble des pièces plates métalliques de contour désiré, tandis que les châssis porteurs du moule étaient fabriqués de manière simi- laire soit avec des pièces métalliques plates ou des pièces tubulaires, et la surface proprement dite de cintrage du moule était d'habitude entaillée, dentelée ou autrement produite pour avoir un contact interrompu ou discontinu avec la surface de verre.
L'objet principal de la présente invention est de pro- duire des moules améliorés et un appareillage pour manoeu- vrer ces moules, qui sont plus faciles et moins coûteux
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à produire, que l'on peut ouvrer à froid, c'est-a-dire que l'on peut dresser ou usiner facilement, et qui ne présentent cependant pas de distorsion, gauchissement ou changement du- mensionnel nuisibles a haute température et dans les cycles répétés de chauffage et de refroidissement comme ceux que l'on rencontre durant le cintrage et/ou la trempe des feuillets de verre.
En quelques mots, on réalise ceci selon l'invention en prévoyant un moule en métal coulé et/ou un appareillage de manoeuvre des moules de préférence en un alliage nicKel-chrome- fer à pourcentages élevés en nickel.
Un autre objet est de produire des moules ou sections de moules du caractère ci-dessus, formés avec des surfaces de façonnage à extension continue, lesquelles ont des portions relativement étroites entrant en contact avec l'aire marginale du verre plié et ont une section substantiellement plus iorte qui est en relation de conduction de chaleur avec les dites portions étroites.
Un autre objet est l'apport d'un moule ayant une surface de prise ou de façonnage du verre substantiellement continue et des portions enlevées ou ouvertes dans le corps du moule a proximité de la dite surface de façonnage.
Un autre objet est d'apporter un moule coulé en un ma- tériau qui s'échauffe plus lentement et qui se refroidit plus lentement que le verre, si bien qu'il y a toujours un décalage de température entre le moule et le verre.
Un autre objet est encore de prévoir un moule du type considéré qui, parce qu'il s'échauffe plus lentement que le verre, peut être renvoyé au four après que le feuillet de verre plié a été enlevé, sans réchauffage complet.
Un autre objet de l'invention est encore de prévoir un moule pour plier du verre, comprenant un châssis, un certain nombre de pièces coulées reliées en charnières, chacune ayant une surface de façonnage étroite tournée vers le haut,
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les cites surfaces ensemble formant une surface de façonnage se conformant à l'aire marginale d'un feuillet de verre à plier; ces pièces coulées sont en un alliage composé de 1 à 2/3 de nickel, 14 à 21% de chrome, moins de 1% de chacun des éléments manganèse, silicium et azote, pas plus ae 0,5% de carbone, le restant étant du fer. Les moules coulés sont en outre conçus de manière à se composer de banaes à extension continue tournées vers le haut, qui constituent les surfaces de façonnage du moule.
Les bandes tournées vers le haut sont conçues en outre pour avoir une surface étroite en contact avec le verre et pour avoir aes sections substantiellement plus épaisses lesquelles sont en relation de conduction et d'absorption de chaleur avec la surface de support du verre.
Les moules de cintrage du verre faisant partie de l'in- vention sont représentés dans les dessins annexés.
Dans ces dessins .
La t.ig.¯ 1 est une vue en perspective d'une forme selon l'invention d'un moule coulé et d'une ossature porteuse du moule coulé.
La fig. 2 est une coupe longitudinale verticale du moule coulé et de l'ossature représentés dans la fige 1.
La fige 3 est une coupe verticale fragmentaire selon la ligne 3-3 de la fig. 2 pour montrer le détail de construction d'une des articulations supportant le moule a partir de l'ossature.
La fig. 4 est une vue fragmentaire similaire a la fig. 3, mais elle montre une construction de moule légèrement modifiée.
La fig. 5 est une vue latérale d'une autre forme de moule coulé construit selon l'invention.
La fige 6 est une vue partiellement en coupe d'un des dispositifs de maintien suivant la ligne 6-6 de la fige 5.
La fig. 7 est une vue détaillée d'une extrémité d'un des organes latéraux ou cadre portant le moule amélioré.
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La fig. 8 est une coupe transversale verticale simplifiée d'un four comportant un transporteur construit conformément a l'invention pour transporter les moules et leurs cadres de support a travers le four.
La ìg. 9 est une coupe verticale fragmentaire d'une por- tion du transporteur montrant la relation entre les rouleaux du transporteur et le cadre portant un moule.
Se référant aux dessins annexés, une forme préférée de la construction améliorée comprend un moule'formé par une paire de pièces coulées 1 et 2, chacune de celles-ci étant généralement profilée en U en plan et, aux extrémités des branches des profils en U, ces pièces coulées sont pourvues de charnières 3 disposées à une distance substantielle en-dessous d'une surface de façonnage 4 formée sur le moule et profilée pour se conformer dans la position indiquée avec l'aire marginale d'un feuillet de verre cintré.
Le moule est suspendu au moyen d'un certain nombre d'ar- ticulations 5 (voir également la fig. 3) appartenant à des organes latéraux 6 d'un cadre support de moule. Les extrémi- @ tés des organes latéraux 6 sont adaptées sélectivement dans des ouvertures choisies parmi plusieurs ouvertures distantes 7 formées dansées extrémités verticales 8 des cadres termi- naux 9.
Les adres terminaux 9 de même que les organes latéraux
6 sont des pièces coulées, les cadres terminaux 9 étant d'un modèle a claire-voie pour apporter de la résistance et de la rigidité, sans poids superflu.
Un certain nombre d'ouvertures 7 sont prévues dans chacun des cadres- terminaux 9 de manière a ce que l'éuarte- ment entre les organes latéraux 6 du châssis puisse facile- ment être modifié pour s'adapter aux moules de largeurs différentes. Les rails latéraux 6 sont calés sur les cadres terminaux 9 au moyen de clefs en forme de coin 10 qui sont
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engagées dans des fentes à section décroissante 11 se trouvant dans les extrémités des organes latéraux 6. Les clefs en forme de coin 10 peuvent être légèrement rainurées comme indiqué dans la fige 2 pour minimiser toute tendance des clefs à sor- tir- progressivement de la position dans les fentes a section décroissante 11 pendant les cycles répétés de chauffage et de refroidissement et la manipulation des cadres.
Lorsque les clefs en forme de coin 10 sont chassées en place, les épaule- ments 12 (voir fig. 7) sont tirés étroitement contre les sur- faces verticales des cadres 9 pour produire un assemblage rigide.
Les sections de moule 1 et 2 sont formées de pièces cou- lées en forme de plaques espacées, de modèle a claire-voie (fig. 1), pour produire un maximum de résistance et de rigidi- té avec un minimum de matériau. Ainsi, une section transver- sale du moule (fig. 3) montre que le moule est composé de deux plaques distantes 13 et 14, pourvues d'ouvertures 15 et inter- connectées a certains intervalles par des âmes transversales 16 qui servent à maintenir les plaques à distance l'une de l'autre; cette coupe transversale montre également que la pla- que interne 14 des deux plaques s'étend verticalement et est amincie ou angulaire pour produire à son sommet une surface de façonnage continue étroite, c'est-à-dire la surface 4, qui se conforme a l'aire marginale d'un feuillet de verre cintré.
Dans une forme un peu modifiée (voir fig. 4), la surface de façonnage plus étroite 4' est produite par découpa- ge au lieu de l'être par diminution de la portion supérieure des plaques 14' en 17.
Se référant maintenant à la fige 5, on y représente une autre forme de moule en métal coulé, servant au cintrage du verre,. Dans cet exemple, une pare de moitiés de moule 18, 19 est supportée sur un certain nombre de montants 20 issus
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de la base 21. La base 21, qui peut être construite en sec- tions tubulaires ou avec aes pièces coulées, est divisée en deux parties qui sont interconnectées par une charnière 22.
Les deux moitiés de moule 18 et 19 sont divisées le long de la même ligne verticale, de manière a ce que le mouvement d'une portion par rapport à l'autre a la charnière 22 sépare les sections du moule.
Des dispositifs appropriés 23 et 24 de maintien du feuil- let de verre sont montés à proximité de la surface de façonna- ge des sections de moule 18 et 19 dans les portions éloignées de la charnière. Chacun de ces dispositifs de maintien com- prend un rouleau céramique 25 qui est monté sur un axe 26 s'étendant entre les bras 27 d'un assemblage à levier 28 en forme d'U. L'assemblage 28 en forme d'U est a son tour monté sur pivot sur une console 29 attachée a la section de moule adjacente 18 ou 19 avec les rouleaux 25 en position adjacente mais extérieure au profil formé par la surface de façonnage de moule. Une vis d'ajustage 30 est prévue pour modifier l'écar- tement entre le rouleau et la, surface de façonnage adjacente.
Quand un feuillet plat, de verre doit être placé en posi- tion de pliage par rapport au moule de la fige 5, les sections de moule sont séparées par rotation sur la charnière 22, jusqu'a ce que le feuillet de verre puisse être inséré entre les rouleaux 25 des dispositifs de maintien 23 et 24.
Le moule lui-même est supporté sur les extrémités de la base 21 a distance ae la charnière 22, si bien que le feuillet de verre a courber sert d'entretoise maintenant le moule dans sa position ouverte. Lorsque le moule et le verre passent à travers le four, le verre ramollit et s'affaisse, permet- tant ainsi au moule de revenir dans la position représentée dans la fig. 5 lorsque le verre s'abaisse contre la surface de façonnage.
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Le moule, représenté dans les fig. 1, 2 et 3, opère de manière similaire, en ce sens que des dispositifs de maintien 31 similaires aux dispositifs de maintien 23 et 24 des fig.
5 et 6, un de ceux-ci étant représenté d'une manière générale dans la fig. 2, sont montés aux extrémités des sections de mou- le 1 et 2. Lorsqu'un feuillet de verre plat est disposé sur ce moule, en vue au cintrage, les moitiés de moule sont élevées au joint a charnière pour séparer suffisamment les extrémités de manière à permettre le placement du verre entre les dispo- sitifs de maintien 31. Les articulations de support 5 permet- tent le mouvement longitudinal d'accompagnement. Puis, quand le verre s'amollit au cours de l'opération de cintrage, il a tendance à s'affaisser et vient finalement en contact avec la surface de façonnage 4 lorsque le moule revient à sa forme fermée comme représenté dans la fig. 1 et en traits pleins dans la fig. 2.
Les fige 8 et 9 montrent des portions d'un système trans- porteur pour transporter les moules et les cadres du moule à travers un four. Comme représenté dans la fig. 8, le four comprend des parois latérales isolées 32 et 33, une sole 34 et un plafond 35. Des tubes de brûleur 37 et 38 sont installés a l'intérieur au four pour apporter la chaleur requise au cin- trage du verre.
Les cadres de moule comportant les sections de moule 1 et 2 sont pontés sur un transporteur à rouleau comprenant un grand nombre de rouleaux commandes 39, en position parallèle, qui ensemble constituent un transporteur s'étendant sur toute la longueur du four. Chacun des rouleaux 39 est pourvu sur son extrémité a l'extérieui du four d'un pignon de commande 40, de manière Et pouvoir employer des chaînes de commande pour faire tourner les rouleaux à une vitesse uniforme.
Chacun des rouleaux 39 est pourvu d'une paire de colliers 41 qui sont formés en demi-section pour l'application aisée
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aux rouleaux et qui sont bloqués sur l'axe des rouleaux 39 au moyen de chevilles 42 soudées dans les moyeux des colliers et adaptées dans les trous existant dans les rouleaux 39. Les faces adjacentes des colliers 41 sont coniques et distantes l'une de l'autre pour produire; en coopération avec des col- liers similaires sur des rouleaux de transport 39 adjacents un passage en forme de V pour guider les cadres terminaux 9 et empêcher le moule de dévier latéralement et d'entrer en contact avec une paroi latérale du four.
On mentionnait précédemment que des tolérances dimension- nelles étroites sont requises dans le cintrage des feuillets de verre parce que les glaces de verre galbées doivent s'adap- ter exactement aux châssis récepteurs de glaces, sans assembla- ge sélectif. Cette exigence entraîne la nécessité que les moules conservent avec précision leur profil pendant l'usage continu au cours duquel ils sont alternativement chauffés aux températures de cintrage et ensuite refroidis au voisinage de la température ordinaire. Il est également nécessaire que les moules soient usinables de manière a pouvoir être cons- truits au degré exact de courbure requis.
Ces exigences sont satisfaites en construisant les moules, les cadres supports de moule et les colliers des rouleaux convoyeurs à partir de pièces coulées en un alliage, ces pièces coulées étant de pré- férence composées de nickel, de chrome et de fer, y compris des quantités contrôlées de carbone et des traces d'autres métaux.
Une composition préférée d'alliage, utilisée par la de- manderesse dans des meules de cintrage en métal coulé actuel- lernent produits à l'échelle industrielle, est une composition contenant approximativement 35% de nickel, approximativement 15% de chrome, 0,2% à 0,5% de carbone contrôlé, le restant étant du fer sauf les traces de silicium, manganèse, azote
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(moins de 1% chacun) et les impuretés souvent présentes dans le fer Cet alliage, bien qu'il ait une température de fu- sion très élevée, est usinable et ainsi les moules peuvent être finis au profil voulu.
Il a une densité élevée et une chaleur spécifique relativement élevée, de même qu'une bonne conductibilité thermique, si bien que, particulièrement dans les sections plus épaisses, il s'échauffe uniformément mais lentement lorsqu'il est soumis à l'atmosphère chauffée du four. L'alliage retient en outre sa résistance aux températu- res de cintrage du verre, sans avoir tendance a gauchir ou à s'accroître de manière nuisible comme le font la plupart des métaux lorsqu'ils sont chauffés et refroidis dans des inter- valles étendus de température.
On peut apporter certaines variations dans la teneur en nickel et en chrome de l'alliage préféré et on a obtenu des ré- sultats très satisfaisants avec des moules coulés a partir d'un type d'alliage contenant 34 à 40.il de nicKel et 14 a 21% de chrome. En fait, alors que l'intervalle effectif de la teneur en chrome de l'alliage se trouve entre des limites relativement rapprochées, l'intervalle effectif de la teneur en nickel est très étendu.
Ainsi, on peut obtenir également des résultats excellents avec approximativement 34 à 68% de nickel et avec 14 à 21% de chrome, cet alliage étant toutefois beaucoup plus coûteux avec des pourcentages élevés en nickela
On avait fait ressortir antérieurement, et ceci était représenté dans les dessins, que les portions des sections de moule coulées qui sont adjacentes aux surfaces de façonnage des moules (fig. 3 et 4) sont de section transversale relativement épaisse comparativement aux autres portions du moule et à l'aire de la surface de'façonnage en conzact avec le verre.
Cette construction offre comme avantages que le taux d'éléva- tion de température de la surface de façonnage retarde apprécia-
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blement par rapport au taux d'élévation de température du verre au cours d'une opération de cintrage, si bien que le verre n'a pas tendance a fusionner avec la surface de façonnage.
Bien que la chaleur spécifique du verre et de l'alliage soient du même ordre de granaeur, la densité de l'alliage est approxi- mativement trois fois celle du verre. En outre, le moule, par- ticulièrement à proximité de la surface de façonnage, est de section transversale plus épaisse de manière à avoir moins d'aire exposée par unité de volume, augmentant ainsi la tendan- ce de la température du métal a être en-dessous de celle du verre pendant l'opération de cintrage. Ce retard de tempéra- ture de la surface de façonnage est d'importance particulière pour minimiser toute tendance du verre à coller au moule et pour maintenir les aires marginales du verre légèrement plus froides que le restant du feuillet.
Cet abaissement des tem- pératures de l'aire marginale réduit la tendance du verre à épouser les irrégularités mineures de la surface de façonnage.
Ceci tend à réduire la distorsion optique habituellement obser- vée au voisinage des aires marginales des feuillets de verre cintrés.
Les moules coulés en un alliage suivant l'invention se sont avérés maintenir leur profil entre des tolérances étroites pendant des durées de fonctionnement beaucoup plus grandes que les moules construits par soudage entre elles de sections laminées qui ont été cintrées au profil voulu.
De tels moules soudés doivent être inspectés périodiquement et remis en forme en vue de maintenir les feuillets de verre cintrés entre des tolérances dimensionnelles permises.
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"Ap areilla for bending glass sheets".
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Ap2ÊLti-ila er-rE "-
The invention relates to improved glass bending molds of the profile or skeleton type and to the apparatus for handling the molds, and in particular to an apparatus constructed in such a manner and. made of a material such that, in desired shapes, the constructions retain their contours with exactitude, without detrimental warping or build-up under the repeated cycles of heating and cooling to which the glass bending apparatus is subjected, and will maintain a desirable temperature difference between the mold and the glass during use.
In order to satisfy, on an industrial scale, the demand for curved glass panes having close dimensional tolerances in order to eliminate the need for selective adjustment in assembly, it is necessary to have glass bending molds which not only are easy to machine to desired profiles, but which also accurately retain those profiles for long periods of use.
It is a well known fact that most steel constructions tend to warp and, in many
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In this case, it will expand or grow when stresses within the material are released by repeated cycles of heating and cooling. Thus, in the production of precision tooling, it is common to "normalize" parts, especially castings, by repeated cycles of heating and cooling so that after finishing machining the parts do not. not undergo further dimensional changes.
This process is insufficient for glass bending molds because the heating and cooling cycles to which the molds are subjected determine the warping of the molds when the stresses introduced into the material by machining or bending the parts of the profiles. desired are released.
Another problem involved in the design and construction of glass bending molds is that the surface supporting the glass must have heat capacity and heat transfer characteristics such that the glass which is bent does not melt or melt. not adhere to the mold surface.
Heretofore, most of the openwork or profile type glass bending molds which are employed industrially have been formed by welding together flat metal pieces of desired contour, while the supporting frames of the mold have been manufactured in such a manner Similar to either flat metal parts or tubular parts, and the actual bending surface of the mold was usually notched, serrated or otherwise produced to have interrupted or discontinuous contact with the glass surface.
The main object of the present invention is to produce improved molds and apparatus for handling such molds, which are easier and less expensive.
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to be produced, which can be cold worked, that is to say which can be straightened or machined easily, and which, however, do not present any distortion, warping or dimensional change harmful at high temperature and in repeated heating and cooling cycles such as those encountered during bending and / or tempering of glass sheets.
In a nutshell, this is achieved according to the invention by providing a cast metal mold and / or an apparatus for operating the molds, preferably in a nicKel-chromium-iron alloy with high percentages of nickel.
Another object is to produce molds or mold sections of the above character, formed with continuously extending shaping surfaces, which have relatively narrow portions contacting the marginal area of the folded glass and have a substantially sectional area. more iorte which is in heat conduction relation with the said narrow portions.
Another object is to provide a mold having a substantially continuous glass-engaging or shaping surface and portions removed or opened in the body of the mold near said shaping surface.
Another object is to provide a mold cast of a material which heats up more slowly and cools more slowly than glass, so that there is always a temperature offset between the mold and the glass.
Yet another object is to provide a mold of the type in question which, because it heats up more slowly than glass, can be returned to the oven after the folded glass sheet has been removed, without complete reheating.
Yet another object of the invention is to provide a mold for bending glass, comprising a frame, a number of hinged-connected castings, each having a narrow shaping surface facing upward,
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the said surfaces together forming a shaping surface conforming to the marginal area of a sheet of glass to be bent; these castings are made of an alloy composed of 1 to 2/3 nickel, 14 to 21% chromium, less than 1% each of the elements manganese, silicon and nitrogen, not more than 0.5% carbon, the remainder being iron. The cast molds are further designed to consist of continuously extending upwardly extending banaes, which constitute the shaping surfaces of the mold.
The upward facing bands are further designed to have a narrow surface in contact with the glass and to have substantially thicker sections which are in heat conduction and absorption relationship with the support surface of the glass.
The glass bending molds forming part of the invention are shown in the accompanying drawings.
In these drawings.
The t.ig.¯ 1 is a perspective view of a form according to the invention of a cast mold and a supporting framework of the cast mold.
Fig. 2 is a vertical longitudinal section of the cast mold and of the framework shown in fig 1.
Fig. 3 is a fragmentary vertical section taken along line 3-3 of fig. 2 to show the construction detail of one of the joints supporting the mold from the framework.
Fig. 4 is a fragmentary view similar to FIG. 3, but it shows a slightly modified mold construction.
Fig. 5 is a side view of another form of cast mold constructed in accordance with the invention.
Fig 6 is a partially sectional view of one of the holding devices along line 6-6 of Fig 5.
Fig. 7 is a detailed view of one end of one of the side members or frame carrying the improved mold.
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Fig. 8 is a simplified vertical cross section of an oven including a conveyor constructed in accordance with the invention for transporting the molds and their support frames through the oven.
The ìg. 9 is a fragmentary vertical section of a portion of the conveyor showing the relationship between the conveyor rollers and the frame carrying a mold.
Referring to the accompanying drawings, a preferred form of the improved construction comprises a mold formed by a pair of castings 1 and 2, each of which is generally U-shaped in plan and, at the ends of the legs, U-profiles. , these castings are provided with hinges 3 disposed a substantial distance below a forming surface 4 formed on the mold and contoured to conform in the position shown with the marginal area of a bent glass sheet.
The mold is suspended by means of a number of joints 5 (see also Fig. 3) belonging to side members 6 of a mold support frame. The ends of the side members 6 are selectively fitted into openings chosen from among several distant openings 7 formed in the vertical ends 8 of the end frames 9.
The terminal addresses 9 as well as the side members
6 are castings, the end frames 9 being of a slatted pattern to provide strength and rigidity without excess weight.
A number of openings 7 are provided in each of the end frames 9 so that the gap between the side members 6 of the frame can easily be changed to accommodate molds of different widths. The side rails 6 are wedged on the end frames 9 by means of wedge-shaped keys 10 which are
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engaged in decreasing section slots 11 in the ends of the side members 6. The wedge shaped keys 10 may be slightly grooved as shown in fig 2 to minimize any tendency for the keys to gradually come out of position. in the slits of decreasing section 11 during the repeated heating and cooling cycles and the handling of the frames.
As the wedge-shaped keys 10 are forced into place, the shoulders 12 (see Fig. 7) are pulled tightly against the vertical surfaces of the frames 9 to produce a rigid assembly.
Mold sections 1 and 2 are formed from cast pieces in the form of spaced plates, in a lattice pattern (Fig. 1), to produce maximum strength and stiffness with minimum material. Thus, a transverse section of the mold (fig. 3) shows that the mold is composed of two distant plates 13 and 14, provided with openings 15 and interconnected at certain intervals by transverse webs 16 which serve to hold the plates. plates at a distance from each other; this cross section also shows that the inner plate 14 of the two plates extends vertically and is tapered or angular to produce at its top a narrow continuous forming surface, i.e. surface 4, which conforms has the marginal area of a sheet of curved glass.
In a somewhat modified form (see Fig. 4), the narrower shaping surface 4 'is produced by cutting rather than reducing the upper portion of the plates 14' at 17.
Referring now to fig 5, there is shown another form of cast metal mold, used for bending glass. In this example, a par of mold halves 18, 19 is supported on a number of uprights 20 from
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of the base 21. The base 21, which can be constructed in tubular sections or with castings, is divided into two parts which are interconnected by a hinge 22.
The two mold halves 18 and 19 are divided along the same vertical line, so that movement of one portion relative to the other at hinge 22 separates the mold sections.
Suitable glass sheet retainers 23 and 24 are mounted near the working surface of mold sections 18 and 19 in the remote portions of the hinge. Each of these retainers comprises a ceramic roller 25 which is mounted on a shaft 26 extending between the arms 27 of a U-shaped lever assembly 28. The U-shaped assembly 28 is in turn pivotally mounted on a bracket 29 attached to the adjacent mold section 18 or 19 with the rollers 25 in a position adjacent to but exterior to the profile formed by the mold forming surface. An adjusting screw 30 is provided to modify the clearance between the roller and the adjacent shaping surface.
When a flat, glass leaflet is to be placed in the folded position relative to the mold in Fig. 5, the mold sections are separated by rotation on hinge 22, until the glass leaflet can be inserted. between the rollers 25 of the holding devices 23 and 24.
The mold itself is supported on the ends of the base 21 away from the hinge 22, so that the bent glass sheet serves as a spacer holding the mold in its open position. As the mold and glass pass through the oven, the glass softens and sags, thus allowing the mold to return to the position shown in fig. 5 as the glass lowers against the shaping surface.
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The mold, shown in fig. 1, 2 and 3, operates in a similar manner, in that the holding devices 31 similar to the holding devices 23 and 24 of FIGS.
5 and 6, one of these being shown generally in FIG. 2, are mounted at the ends of mold sections 1 and 2. When a sheet of flat glass is placed on this mold, in view of bending, the mold halves are raised at the hinge joint to sufficiently separate the ends of the mold. so as to allow the placement of the lens between the holding devices 31. The support joints 5 allow the accompanying longitudinal movement. Then, when the glass softens during the bending operation, it tends to sag and finally comes into contact with the shaping surface 4 when the mold returns to its closed form as shown in fig. 1 and in solid lines in FIG. 2.
Figures 8 and 9 show portions of a conveyor system for transporting molds and mold frames through an oven. As shown in fig. 8, the furnace comprises insulated side walls 32 and 33, a hearth 34 and a ceiling 35. Burner tubes 37 and 38 are installed inside the furnace to provide the heat required for the bending of the glass.
The mold frames comprising the mold sections 1 and 2 are bridged onto a roller conveyor comprising a large number of drive rollers 39, in a parallel position, which together constitute a conveyor extending the entire length of the oven. Each of the rollers 39 is provided at its end outside the oven with a drive gear 40, so that drive chains can be employed to rotate the rollers at a uniform speed.
Each of the rollers 39 is provided with a pair of collars 41 which are formed in half-section for easy application.
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to the rollers and which are blocked on the axis of the rollers 39 by means of plugs 42 welded in the hubs of the collars and adapted to the holes existing in the rollers 39. The adjacent faces of the collars 41 are conical and distant from one of the 'other to produce; in cooperation with similar collars on adjacent transport rollers 39 a V-shaped passage to guide the end frames 9 and prevent the mold from deflecting sideways and contacting a side wall of the furnace.
It was previously mentioned that close dimensional tolerances are required in the bending of glass sheets because curved glass panes must fit exactly to the glass receiving frames, without selective assembly. This requirement entails the need for the molds to accurately maintain their profile during continuous use in which they are alternately heated to bending temperatures and then cooled to near room temperature. It is also necessary that the molds be machinable so that they can be constructed to the exact degree of curvature required.
These requirements are met by constructing the molds, mold support frames and conveyor roll collars from alloy castings, these castings preferably being composed of nickel, chromium and iron, including controlled amounts of carbon and traces of other metals.
A preferred alloy composition used by Applicant in currently commercially produced cast metal bending wheels is one containing approximately 35% nickel, approximately 15% chromium, 0.2. % to 0.5% of controlled carbon, the remainder being iron except for traces of silicon, manganese, nitrogen
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(less than 1% each) and the impurities often present in iron This alloy, although it has a very high melting temperature, is machinable and thus molds can be finished to the desired profile.
It has a high density and relatively high specific heat, as well as good thermal conductivity, so that, especially in thicker sections, it heats up uniformly but slowly when subjected to the heated atmosphere of oven. The alloy further retains its resistance to glass bending temperatures, without the tendency to warp or detrimentally expand as most metals do when heated and cooled over extended intervals. temperature.
Some variation can be made in the nickel and chromium content of the preferred alloy and very satisfactory results have been obtained with molds cast from a type of alloy containing 34 to 40 µl of nicKel and 14 to 21% chromium. In fact, while the effective range of the chromium content of the alloy lies between relatively close limits, the effective range of the nickel content is very wide.
Thus, one can also obtain excellent results with approximately 34 to 68% nickel and with 14 to 21% chromium, this alloy being however much more expensive with high percentages of nickel.
It had previously been pointed out, and this was shown in the drawings, that the portions of the cast mold sections which are adjacent to the shaping surfaces of the molds (Figs. 3 and 4) are of relatively thick cross section compared to the other portions of the mold. and the area of the shaping surface in contact with the glass.
This construction offers the advantages that the rate of temperature rise of the working surface retards appreciably.
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in relation to the rate of temperature rise of the glass during a bending operation, so that the glass does not tend to merge with the shaping surface.
Although the specific heat of glass and alloy are of the same order of grain, the density of the alloy is approximately three times that of glass. In addition, the mold, especially near the forming surface, is thicker in cross section so as to have less exposed area per unit volume, thereby increasing the tendency of the metal temperature to be. below that of the glass during the bending operation. This temperature retardation of the work surface is of particular importance to minimize any tendency of the glass to stick to the mold and to keep the marginal areas of the glass slightly cooler than the remainder of the sheet.
This lowering of the temperatures of the marginal area reduces the tendency of the glass to follow minor irregularities in the work surface.
This tends to reduce the optical distortion usually observed in the vicinity of the marginal areas of bent glass sheets.
Molds cast from an alloy according to the invention have been found to maintain their profile within close tolerances for much longer operating times than molds constructed by welding together rolled sections which have been bent to the desired profile.
Such welded molds must be periodically inspected and reshaped in order to maintain the bent glass sheets within allowable dimensional tolerances.
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