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" Moule defaconnage "
L'invention se rapporte a un appareillage de cintrage du verre et particulièrement a un moule pourvu d'organes sup- ports de verre montés sur pivot et agencés de manière a por- ter un feuillet de verre au-dessus de la surface de façonnage d'un moule et en position de cintrage par rapport a celle-ci, les organes supports étant raccordés entre eux de manière à ce que leurs mouvements en déposant un feuillet de verre sur la surface de façonnage du moule soient synchronisés.
Lorsque des feuillets de verre cintré doivent être uti- lisés comme vitres, il est désirable, et dans certains cas nécessaire, que la qualité optique du verre cintré soit substantiellement égale à la qualité optique d'un feuillet de verre plat comparable. Autrement dit, l'opération de cin- trage ne doit pas introduire des distorsions, tensions, ou imperfections de surface locales qui seraient visibles dans le verre cintré terminé. Il est donc nécessaire lors du cintrage du verre destiné à servir comme vitres que le verre soit supporté seulement en ses aires marginales et
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qu'il soit abaissé sur la surface de façonnage du moule durant le processus de cintrage sans glissement sur une portion quelconque de cette surface.
En vue d'éviter un affaissement indésirable du verre, étant donné qu'il est supporté par son aire marginale seule- ment, il est souhaitable d'exercer des forces de cintrage sur le verre qui agiront pour le forcer en son profil galbé.
Ces forces tendent à cintrer le verre au profil final dési.ré avant que le verre soit suffisamment plastique ou mou pour se plier ou s'affaisser en une telle courbure exacte par son propre poids. Lorsque des membres supports montés sur pivot, qui portent le feuillet de verre non cintré en position de cintrage par rapport a un moule, sont agencés pour appliquer une force longitudinalement contre les extrémités du feuillet de verre, il est nécessaire que le mouvement de cet organes soit exactement contrôlé de manière à ce qu'ils abaissent avec précision le verre sur le moule sans permettre qu'une portion quelconque du verre glisse sur la surface de fa- çonnage du moule.
Suivant l'invention, une paire d'organes pivotants amé- nagés à chaque extrémité d'un moule sont raccordés entre eux par une articulation conçue de manière à ce que les.mouve- ments des organes soient synchronisés et soient généralement symétriques par rapport à la surface de façonnage. L'arti- culation de synchronisation est particulièrement importante si le rayon de la courbure de la surface de façonnage du moule est relativement court à proximité de ses extrémités, c'est-à-dire si le verre à cintrer a ses régions de courbu- res aiguës situées à proximité de ses extrémités.
Lorsqu' on produit ce type de verre cintré il est souhaitable qu'une force longitudinale soit appliquée contre les extrémités du verre et contribue ainsi au cintrage des sections termina- les du verre sans qu'il soit nécessaire que la température
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du verre soit élevée au point où il s'affaisse transversale- ment a sa longueur. En montant de manière pivotante les or- ganes de support sur des axes qui sont proches et légèrement en-dessous des extrémités de la surface de façonnage, ces or- ganes agissent comme des articulations à genouillère et, en s'approchant des conditions d'alignement, ils exercent des forces dans le sens longitudinal du moule.
Donc, dans le cin- trage d'un feuillet de verre qui à l'état non cintré est sup- porté au-dessus de la surface de façonnage sur les organes pivotants, le feuillet de verre agit comme une colonne ou pou- tre horizontale soumise à des forces de compression longitudi- nales. Lorsque le verre est chauffé et qu'il s'amollit légè- rement, le moment de cintrage exercé par son poids, moment qui est maximum au centre du verre, cause l'affaissement du verre et ne sait plus se comporter comme une colonne en com- pression. La force de compression a action longitudinale de- vient alors active en poussant la section centrale du verre vers le bas en direction de la surface de façonnage du moule, jusqu'à ce que cette section centrale vienne au contact de la surface de façonnage.
A ce moment le verre se comporte comme deux entretoises ou colonnes qui chacune se sont affaissées vers le bas dans une certaine mesure et qui s'étendent depuis le centre du feuillet de verre jusqu'aux points terminaux du support.
Etant donné que les organes supports pivotants se com- portent comme des articulations à genouillère dont la force horizontale augmente avec la déflection du feuillet de verre, le verre est rapidement forcé en contact substantiel avec la surface de façonnage sur toute sa longueur. Tout à la fin du processus de cintrage, la force exercée par les supports a une composante substantielle agissant perpendiculairement a la surface du verre, composante qui, en combinaison avec un chauffage localisé, est active dans le cintrage des sec-
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tions terminales du feuillet de verre à la courbure raide se produisant aux extrémités de la surface de façonnage du moule.
Dans ce procédé de cintrage du verre, il est nécessaire que les organes supports pivotants se déplacent à un même taux général. Si les cadres pivotants ne se déplacent pas au même taux, il est difficile, voire impossible, de déposer le feuil- let de verre sur la surface de façonnage du moule sans que certaines portions au verre glissent sur le moule. Un tel' mouvement ae glissement est préjudiciable a la qualité du verre fini.
Un tel mouvement de glissement est difficile à prévenir parce que, en l'absence d'une articulation quelcon- que de synchronisationg le système comprenant les organes pivotants et le feuillet déferre est en équilibre instable, et un léger écart des conditions d'équilibre exact a pour con- séquence qu'un des organes pivotants porte son extrémité du verre vers le bas tandis que l'autre organe pivotant est ou bien poussé en arrière en ayant tendance à lever son extrémi- té du verre ou bien il est maintenu dans sa position originale jusqu'a ce que le premier organe ait achevé son parcours.
L'objet principal de la'présente invention est d'-appor- ter un moule de cintrage du verre avec supports pivotants agencés de manière à porter un feuillet plat de verre au- dessus de la surface de façonnage d'un moule et à abaisser le verre sur la surface de façonnage pendant l'opération de cintrage sans causer le glissement du verre sur une portion quelconque du moule et sans permettre qu'un objet quelconque touche une partie quelconque du verre, sauf le long de son aire marginale.
Un autre objet de l'invention est de produire une arti- culation de synchronisation entre les supports pivotants, de manière à ce que les supports portent le verre directe- ment en la position qui lui est destinée sur la surface de façonnage.
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Un autre objet de l'invention est encore d'aménager les axes de pivotement des supports pivotants obliquement par rap- port au moule de manière à ce que la portion, contactant le verre, du support pivotant puisse demeurer en alignement avec l'arête d'un feuillet de verre non rectangulaire durant tous les stades d'une opération de cintrage.
Un autre objet est aussi de produire une articulation de synchronisation sous la forme d'un levier pivotant raccordé de manière articulée à chacun des supports pivotants, qui par sa rotation et son raccordement avec ces supports, le.s main- tient en rapport synchronisé lorsqu'ils déposent un feuillet de verre sur la surface de façonnage.
Des Objets plus spécifiques et avantages ressortiront de la description suivante dans laquelle on se réfère aux dessins annexés.
Dans les dessins .
La fig. 1 est une vue latérale en hauteur d'un moule de cintrage du verre caractéristique de l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan du moule amélioré.
La fig. 3 est une vue terminale du moule.
La fig. 4 est une vue fragmentaire en hauteur et partiel- lement en coupe d'une extrémité du moule amélioré.
La fige 5 est une vue en hauteur fragmentaire d'une for- me modifiée du moule de cintrage du verre.
La fig. 6 est une vue fragmentaire en plan'du moule modifié.
La fige 7 est une vue fragmentaire latérale et verticale d'une extrémité du moule modifié.
Ces figures spécifiques et la description qui suit sont destinées simplement à illustrer l'invention et non à limi- ter sa portée.
Le moule de cintrage du verre construit suivant l'in- vention comprend une base généralement rectangulaire 1 qui
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en plan? se conforme généralement au contour d'un feuillet de verre à cintrer. Cette base est de préférence construite en tube d'acier inoxydable, a section transversale rectangulaire, et elle comprend un/organe transversal central 2 qui sert a raidir la base. Un certain nombre de piédestaux ou montants élancés 3 partant de la base 1 portent à leurs extrémités su- périeures une bande d'acier mince 4 dont l'arête supérieure constitue la surface de façonnage du moule. La bande 4, pour réduire sa capacité calorifique, est pourvue d'un certain nom- bre de trous rapprochés 5.
Ces trous 5 retardent la transmis- sion de la chaleur à travers la bande 4 et permettent ainsi à la surface de façonnage d'atteindre la même température que celle du verre en cours de cintrage. La prévision des trous 5 produit sensiblement le même effet que le crénelage de l'a- rête supérieure de la bande pour réduire la quantité de métal en contact avec le verre. Une bande comportant les trous 5 est préférable étant donné que la surface de façonnage est continue.
Des montants 6 qui sont dressés à chaque extrémité de la base 1 et étrésillonnés par des entretoises 7 s'étendant de- puis les entretoises adjacentes des piedestaux 3 renforcés par des étrésillons 8, portent à leurs extrémités supérieures des organes supports pivotants 9 et 10, chacun de ceux-ci étant pourvu d'une surface d'emprise 11 avec un feuillet de verre (fig. 3) et de doigts de maintien 12. Les connexions pivotantes 13 .entre les montants 6 et les supports pivotants 9 et 10 sont situées en-dessous des extrémités de la. bande de moule ou bende de surface de façonnage 4 et généralement à proximité mais en-dessous du niveau des extrémités de la bande de façonnage du moule 4.
Comme on peut le voir dans la fig. 4, les organes supports pivotants 9 et 10 peuvent être basculés en arrière, en direction de la verticale, pour recevoir un feuillet de verre non cintré 14. L'intervalle de mouvement
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de l'organe support pivotant 9 est limité par une console en forme de crochet 15, si bien que l'organe ne peut atteindre une position dans laquelle il tendrait à tomber hors du moule.
Lorsque le feuillet de verre 14 est chauffé dans le four à travers lequel le moule est transporté, il tend à s'amollir et commence a s'affaisser sous son propre poids. Lorsqu'il s'affaisse, les supports 9 et 10 basculent intérieurement sur leurs pivots 13 de manière a continuer a porter le verre, librement par rapport a la surface de façonnage du moule.
En outre, en mettant les axes de pivotement 13 à environ le même niveau que les extrémités de la surface de façonnage du moule, une composante de force assez granae agissant horizon- talement est exercée contre l'extrémité du verre et ainsi ces extrémités sont poussées l'une vers l'autre pour accélérer le cintrage du verre.
Il est souhaitable au cours au fonctionnement d'un tel moule que le verre plie et s'affaisse de manière a ce que la section centrale entre la première en contact avec la surface de façonnage du moule etque la force a direction longitudi- nale agisse alors pour forcer les portions restantes du verre en contact avec le moule. Si on exécute le processus de cette manière, il n'y a pas tendance a ce qu'une portion quelconque du verre glisse sur la surface de façonnage ou racle par le travers les extrémités de cette surface. Pour assurer ce mode d'action il est toutefois nécessaire que les mouvements des cadres supports pivotants soient synchronisés.
Etant donné que le verre est porté au-dessus des axes de pivotement des cadres pivotants, le verre et les supports sont en équilibre instable et un mouvement quelconque de l'un ou l'autre des supports tend à déranger cet équilibre et a pousser le verre vers le support.pivotant le plus approxima- tivement vertical. Ce mouvement continue jusqu'a ce qu'un support abaisse son extrémité du feuillet de verre sur la
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surface de façonnage tandis que l'autre support est maintenu en sa position originale ou forcé en une position plus voisi- ne de la verticale.
Si un moyen d'encliquetage, des articu- lations coulissantes ou autres moyens sont employés pour em- pêcher le mouvement inverse de l'un ou l'autre support pivo- tant, alors le support qui est le plus proche de la verticale demeure en sa position initiale jusqu'a ce que l'autre extré- mité du verre ait été abaissée sur la surface de façonnage et le feuillet de verre fait un pont depuis ce point jusqu' au support le plus approximativement vertical. Lorsque le verre amolli s'affaisse d'une telle position, la première ex- trémité déposée glisse sur une courte distance sur son extré- mité de surface de façonnage jusqu'a ce qu'il se conforme fina- lement a la surface de façonnage.
En même temps l'autre extré- mité du verre est poussée en position mais, comme le verre n'est pas abaissé uniformément sur la surface de façonnage mais plutôt poussé a une extrémité, un excès de verre se pro- duit à cette extrémité et le support ne se déplace pas sur tout le parcours vers la surface de faconnage.
Pour surmonter cette difficulté, suivant l'invention chacun des organes supports pivotants 9 et 10 est pourvu d'un bras suspendu 16 qui est en forme de V, considéré en vue ter- minale verticale, avec les branches du V s'étendant vers le haut en direction des organes latéraux des supports pivotants 9 et 10 et joignant ceux-ci. Les extrémités inférieures du bras en forme de V 16 sont raccordées par l'intermédiaire de bielles 17 a un levier 18 qui est monté de manière pivotante sur l'organe transversal 2 de la base 1. Le levier 18, les bielles 17 et les bras en forme de V 16 synchronisent les mouvements des supports pivotants 9 et 10.
Par interconnexion des supports pivotants 9 et 10, l'instabilité résultant de l'équilibre instable du verre sur les supports pivotants est éliminée les extrémités du verre
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sont portées l'une vers l'autre à des taux généralement égaux, et le centre du verre est a.baissé directement sur le centre de la surface de façonnage. A mesure que le cintrage progres- se, le verre continue à s'abaisser sur la surface de façonnage jusqu'à ce que finalement les portions terminales viennent re- poser sur les extrémités de la surface de façonnage. A ce moment la surface 11, en prise avec le feuillet de verre, s'éloigne de préférence du feuillet, laissant un léger écart entre lui et le feuillet pour assurer qu'un glissement du ver- re ne se produise pas sur une portion quelconque de la surface.
De même, vers la fin de l'opération de cintrage, une force est exercée perpendiculairement à la surface du verre pour produire en combinaison avec un chauffage localisé la courbure relativement raide se produisant aux extrémités du moule.
La hauteur de l'axe de pivotement par rapport a l'extré- mité de la surface de façonnage détermine dans une large me- sure la grandeur de la force horizontale appliquée au verre pendant une opération de cintrage. Plus l'emplacement de cet axe de pivotement est élevé plus la force exercée est 'grande, particulièrement quand le support adopte une position à peu près horizontale. La longueur de cette portée et par consé- quent l'angle suivant lequel le support bascule lorsqu'un feuillet de verre est cintré, est déterminée par la longueur du support. Cette longeur doit être suffisamment grande pour que, aux positions extrêmes du support, elle exerce une force substantiellement horizontale contre le verre.
En outre, le parcours de l'extrémité du verre doit en tous points être situé à une hauteur suffisante au-dessus de l'extrémité de la surface de façonnage pour que le verre ne râcle pas sur cette surface. Ces exigences sont satisfaites par les supports pivotants représentés dans les dessins, supports qui sont agencés de manière à ce que l'extrémité du verre approchant la surface de façonnage se déplace vers cette
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surface le long d'une ligne qui est située entre une ligne verticale et une tangente à la surface. Dans cette propor- tion, le verre est maintenu à tout moment au-dessus de la sur- face de façonnage jusqu'à ce qu'il soit prêt a entrer direc- tement en contact avec cette surface, sans glisser sur celle-ci.
Ces constructions de moule sont conçues pour l'usage dans un four au type à rouleaux, four ayant une chambre de chauffage allongée, équipée d'un grand nombre de rouleaux transversaux commandés par moteur, formant un transporteur portant les moules a travers cette chambre. Afin que le moule n'oscille pas lorsqu'il passe d'un rouleau transporteur a un autre, il est équipé d'organes terminaux allongés 19 qui sont suffisamment longs pour contacter au moins deux rouleaux du transporteur à la fois. Les moules sont également pourvus d'entretoises transversales 20 s'étendant en diagonale au tra- vers de l'espace ouvert du moule entre les parties latérales de la bande 4 formant la surface de façonnage.
Cet agencé- ment produit une surface de façonnage extrêmement rigide et stable et, en combinaison avec les supports pivotants, il permet la production économique de vitres de verre galbées ayant des courbures relativement aiguës aux extrémités de la vitre.
Le moule de cintrage de verre représenté dans les fig.
1 à 4 est conçu pour la production d'un feuillet de verre cin- tré qui est de forme générale cylindrique. L'expression "cylindrique" est employée dans son sens général pour dénoter une surface qui est engendrée par une ligne se déplaçant per- pendiculairement à sa longueur et qui sur tout son parcours demeure parallèle à une ligne droite donnée bien que non nécessairement à une distance fixe de celle-ci. Si la dis- tance demeure constante la ligne trace un cylindre vraiment circulaire. Si la distance n'est pas constante, la ligne trace une surface cylindrique qui peut varier depuis un
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plan jusqu'a une ligne et qui peut comprendre des portions de courbure inverse. Ainsi, la courbe formée par le moule représenté dans les fige 1 à 4 est une surface cylindrique dont une section est approximativement une portion d'ellipse.
Dans les fig. 5 à 7 inclus, on représente une forme mo- difiée de l'invention. Dans cette forme, le moule est apte à produire un feuillet de verre cintré qui est dans une certaine mesure gauchi, en ce sens qu'il ne suit pas une forme cylin- drique mais présente plutôt des portions qui sont des sections approximatives d'une surface conique. En outre, alors que les feuillets de verre traités sur le moule dans les fig. 1 à 4 étaient généralement de iorme rectangulaire, (bien que les côtés étaient plus ou moins courbés), les feuillets de verre traités sur la forme modifiée ont leurs extrémités cou- pées suivant un angle, de manière à former en général un trapézoîde équilatéral (dans cette forme également le côté peut être incurvé).
Dans la formation d'une telle.courbure, il est nécessaire de placer les axes de pivotement des supports en faisant des angles par rapport a l'arête adjacente de la surface de façon- nage du moule et du verre, de manière à ce que la portion, contactant le verre, de chaque support puisse dans une posi- tion coïncider avec l'extrémité de la surface de façonnage du moule et dans une autre position coïncider avec l'arête d'un feuillet de verre/non cintré.
En plus qu'il est agencé pour coïncider avec le verre dans ses diverses positions, le support pivotant doit également fournir une quantité substan- tielle de poussée terminale contre les feuillets de verre étant donné que dans ce moule, tout comme dans le premier qui a été décrit, une quantité relativement importante de force provenant d'une action de basculement du support est utilisée pour pousser le verre en sa configuration cintrée.
Ce type de moule est en outre compliqué du fait que la dis-
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tance entre les portions, contactant le verre, des supports pivotants en leur position supérieure doit être égale à la longueur des côtés incurvés de la surface de façonnage du moule afin qu'un tel verre puisse être supporté sur les sup- ports et se conformer aussi, quand il est cintré, à une telle surface de façonnage. Ces exigences sont satisfaites en faisant varier la distance entre l'extrémité de la surface de façonnage et l'axe de pivotement, de manière à ce qu'un mouvement angulaire aonné du support pivotant produise à la fois le changement requis en hauteur du verre de même que le mouvement horizontal de l'extrémité du verre.
Cette condition est satisfaite si l'axe de pivotement de chaque support est situé selon l'intersection de deux plans dont le premier com- prend comme élément de celui-ci une extrémité de la surface de façonnage du moule et l'autre comprend comme élément de celui-ci l'arête d'un feuillet de verre non cintré reposant sur le support pivotant. Pour que les deux lignes ou éléments décrits, l'extrémité de la surface de façonnage du moule et l'arête du verre, puissent coïncider lorsque le verre est en sa position cintrée, il est nécessaire en outre que l'inter- section des plans soit à des distances égales ae ces surfaces lorsqu'elles sont dans leur position écartée préalablement à une opération de cintrage.
Comme dans le moule décrit précédemment, il est également souhaitable que l'axe de pivotement du support pivotant soit situé au-delà et au-dessus d'une ligne qui est tracée perpen- diculairement à la surface du verre cintré à l'extrémité du moule. Cette condition assure que le verre approche de la surface de façonnage et se dépose sur celle-ci, sans glisser dessus.
Se référant maintenant aux dessins, un moule modifié pour prouuire des courbures gauchies comprend une base géné- ralement rectangulaire 21 construite avec des sections d'acier
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tubulaire, a section transversale rectangulaire, soudées en- semble pour former- un cadre généralement rectangulaire corres- pondant d'une manière générale en son contour a la marge d'un feuillet de verre à cintrer. Cette base 21 est en outre pour- vue d'une âme ou organe transversal 22 qui sert à raidir les organes latéraux de la base 21 et à les maintenir en un ali- gnement plus complètement rigide.
Des organes transversaux 23 sont situés à chaque extrémité de la base 21 et servent de patins ou supports pour empêcher la base 21 d'osciller lors- qu'elle passe de rouleau en rouleau sur un transporteur à rou- leaux s'étendant a travers le four de cintrage. Un certain nombre de piédestaux ou montants 24 sont érigés par interval- les sur le côté de la base 21 et en leurs extrémités supérieu- res ils supportent une bande d'acier plat 25, montée sur champ, dont la surface supérieure constitue la surface de fa- çonnage du moule. La bande 25 est pourvue d'un certain nom- bre de trous 26 qui servent à réduire la capacité calorifique de la bande, sans affecter sérieusement sa résistance ou sa raideur.
A chaque extrémité de la base 21 sont érigés une paire de montants 27 et 28, le montant 27 étant approximativement ver- tical tandis que le montant 28 s'étend extérieurement et verticalement en faisant un angle approximatif de 45 .Unsupport .pivotant. 29 qui comporte une surface de support du verre 30 et des doigts de maintien 31 est monté de manière pivotan- te aux extrémités supérieures des montants 27 et 28.
Lors de la conception du cadre support 29 pour un moule de ce genre, il est nécessaire de déterminer tout d'abora la longueur des arêtes au verremesurée le long ae la surface de façonnage du rnoule et alors de localiser la surface de support 30 dans l'espace de manière à ce qu'elle coïncide avec l'arête d'un feuillet de verre plat qui est dehors pour s'adapter a la surface de façonnage a la fin d'une opération
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de cintrage, Ayant déterminé les positions initiale et fina- le de l'arête du feuillet de verre;
, l'emplacement des points de pivotement 32 dans les extrémités des montants 27 et 28 peut être déterminé en situant ces points sur les bissectri- ces perpendiculaires des lignes passant par les positions ini- tiale et finale des extrémités du support 30, avec les points de pivotement situés a une distance de l'arête de support qui est généralement proportionnelle à la longueur du parcours de l'extrémité particulière ae la surface de support du verre 30. Lorsqu'on choisit la position initiale de la surface supportant le verre, il est nécessaire de la situer à une hauteur telle au-dessus de l'extrémité de la surface de fa- çonnage 25 pour que cette arête de support approche la surfa- ce de façonnage par le haut lorsqu'elle porte un feuillet de verre au contact du moule.
Si cette surface de support est située trop bas, ce qui voudrait dire que les points de pivo- tement 32 sont situés beaucoup plus près de la base 21, on risquerait que le verre glisse sur les coins ou l'extrémité de la surface de façonnage et soit griffé au point d'être inacceptable commercialement. Donc dans ce moule modifié, de même que dans le premier moule décrit, il est souhaitable que les points de pivotement soient situés a une distance substantielle au-dessus d'une ligne passant par l'extrémité de la surface de façonnage et perpendiculaire a la surface d'un feuillet de verre cintré reposant sur cette surface.
Comme dans l'exemple précédent, il est également néces- saire de prévoir un moyen pour synchroniser les mouvements des supports pivotants 29 pendant l'opération de cintrage.
On réalise ceci a l'aide d'une articulation comprenant un levier inverseur 33 qui est monté de manière pivotante sur l'organe transversal de l'âme transversale 22 de la base 21, et ce levier est raccordé par l'intermédiaire des bielles
34 aux bras suspendus en forme de V 35 du support pivotant
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29. Cette articulation surmonte l'instabilité provenant de l'équilibre instable des feuillets de verre sur les supports pivotants et elle oblige le verre à se déposer sans aucun glissement entre verre et surface de façonnage.
Dans chaque exemple de moules de cintrage décrits, les supports pivotants sont interconnectés par un mécanisme de synchronisation agencé de manière à ce que le verre soit dé- posé sur la surface de façonnage sans aucune action de glisse- ment sur celle-ci. Dans chaque cas l'articulation est arran- gée en fonction de la courbure du verre et du déplacement de chaque extrémité du verre, si bien que chaque cadre support s'accomode de tout mouvement quelconque requis pour causer la chute de la section centrale du feuillet de verre direc- tement contre la portion correspondante d'une surface de fa- çonnage de moule. Si le verre encours de pliage est symétri- que, l'articulation l'est également.
Le moule amélioré par un emplacement adéquat des axes pivotants des supports et une synchronisation de leurs mouve- ments permet un cintrage précis des feuillets de verre sans griffage de surface de ceux-cimême si des portions du verre ont a être pliées a des courbures relativement aiguës, que ce soit de forme généralement cylindrique ou généralement conique. Les emplacements des supports pivotants font que la composante horizontale de la force appliquée au verre aug- mente d'une valeur assez réduite appliquée à un feuillet de verre non cintré jusqu'a une valeur relativement grande lors- que le feuillet de verre s'abaisse contre la surface de fa- çonnage du moule.
On peut apporter diverses modifications a l'articula- tion de synchronisation et a l'emplacement des points de pivotement des organes de support sans s'écarter de l'esprit et de la. portée de l'invention.
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"Shaping mold"
The invention relates to an apparatus for bending glass and particularly to a mold provided with glass support members pivotally mounted and arranged to carry a sheet of glass above the forming surface of the glass. 'a mold and in a bending position relative thereto, the support members being connected to one another so that their movements by depositing a sheet of glass on the shaping surface of the mold are synchronized.
When sheets of bent glass are to be used as panes, it is desirable, and in some cases necessary, that the optical quality of the bent glass be substantially equal to the optical quality of a comparable flat glass sheet. In other words, the bending operation must not introduce local distortions, tensions, or surface imperfections which would be visible in the finished bent glass. It is therefore necessary during the bending of the glass intended to serve as panes that the glass is supported only in its marginal areas and
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that it is lowered onto the forming surface of the mold during the bending process without sliding over any portion of that surface.
In order to avoid unwanted sagging of the glass, since it is supported by its marginal area only, it is desirable to exert bending forces on the glass which will act to force it into its curved profile.
These forces tend to bend the glass to the desired final profile before the glass is sufficiently plastic or soft to bend or sag into such exact curvature by its own weight. When support members mounted on a pivot, which carry the unbent glass sheet in the bending position relative to a mold, are arranged to apply a force longitudinally against the ends of the glass sheet, it is necessary that the movement of this members is exactly controlled so that they precisely lower the glass onto the mold without allowing any portion of the glass to slide over the shaping surface of the mold.
According to the invention, a pair of pivoting members arranged at each end of a mold are interconnected by an articulation designed so that the movements of the members are synchronized and are generally symmetrical with respect to each other. the shaping surface. The synchronization joint is particularly important if the radius of the curvature of the mold forming surface is relatively short near its ends, that is, if the glass to be bent has its curvature regions. acute res located near its ends.
When producing this type of bent glass it is desirable that a longitudinal force be applied against the ends of the glass and thus aids in the bending of the end sections of the glass without the need for temperature.
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of the glass is raised to the point where it sags transversely to its length. By pivotally mounting the support members on axes which are near and slightly below the ends of the forming surface, these members act as toggle joints and, approaching the conditions of alignment, they exert forces in the longitudinal direction of the mold.
Therefore, in the bending of a glass sheet which in the unbent state is sup- ported above the forming surface on the pivoting members, the glass sheet acts as a horizontal column or beam. subjected to longitudinal compressive forces. When the glass is heated and it softens slightly, the bending moment exerted by its weight, which is maximum at the center of the glass, causes the glass to sag and no longer knows how to behave like a column in compression. The longitudinally acting compressive force then becomes active by pushing the central section of the lens downward towards the shaping surface of the mold, until this central section comes into contact with the shaping surface.
At this point the glass behaves like two struts or columns which each have sagged down to some extent and which extend from the center of the glass sheet to the end points of the support.
Since the pivoting support members behave as toggle joints whose horizontal force increases with deflection of the glass sheet, the glass is quickly forced into substantial contact with the shaping surface along its entire length. At the very end of the bending process, the force exerted by the supports has a substantial component acting perpendicular to the surface of the glass, a component which, in combination with localized heating, is active in the bending of the sec-
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endings of the steeply curved glass sheet occurring at the ends of the mold forming surface.
In this method of bending glass, it is necessary for the pivoting support members to move at the same general rate. If the pivoting frames do not move at the same rate, it is difficult, if not impossible, to deposit the glass sheet on the mold forming surface without some glass portions sliding over the mold. Such a sliding movement is detrimental to the quality of the finished glass.
Such a sliding movement is difficult to prevent because, in the absence of any articulation of synchronizationg, the system comprising the pivoting members and the breaking sheet is in unstable equilibrium, and a slight deviation from the conditions of exact equilibrium. has the consequence that one of the pivoting members carries its end of the lens downwards while the other pivoting member is either pushed backwards tending to lift its end of the lens or it is held in its position. original position until the first organ has completed its journey.
The main object of the present invention is to provide a glass bending mold with pivoting supports arranged to carry a flat sheet of glass above the forming surface of a mold and to lower. the glass on the forming surface during the bending operation without causing the glass to slide over any portion of the mold and without allowing any object to touch any part of the glass except along its marginal area.
Another object of the invention is to provide a synchronization joint between the pivoting supports, so that the supports carry the glass directly in the position intended for it on the forming surface.
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Another object of the invention is also to arrange the pivot axes of the pivoting supports obliquely with respect to the mold so that the portion, contacting the glass, of the pivoting support can remain in alignment with the edge of the mold. 'a non-rectangular glass sheet during all stages of a bending operation.
Another object is also to produce a synchronization joint in the form of a pivoting lever hingedly connected to each of the pivoting supports, which by its rotation and its connection with these supports, maintains it in synchronized relation when 'they deposit a glass sheet on the shaping surface.
More specific objects and advantages will emerge from the following description in which reference is made to the accompanying drawings.
In the drawings.
Fig. 1 is a side elevational view of a characteristic glass bending mold of the invention.
Fig. 2 is a plan view of the improved mold.
Fig. 3 is an end view of the mold.
Fig. 4 is a fragmentary elevation view, partly in section, of one end of the improved mold.
Fig. 5 is a fragmentary elevation view of a modified form of the glass bending mold.
Fig. 6 is a fragmentary plan view of the modified mold.
Fig 7 is a fragmentary side and vertical view of one end of the modified mold.
These specific figures and the description which follows are intended merely to illustrate the invention and not to limit its scope.
The glass bending mold constructed according to the invention comprises a generally rectangular base 1 which
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in plan? generally conforms to the contour of a sheet of glass to be bent. This base is preferably constructed of stainless steel tube, rectangular in cross section, and comprises a central cross member 2 which serves to stiffen the base. A number of slender pedestals or uprights 3 extending from the base 1 carry at their upper ends a thin steel strip 4, the upper edge of which constitutes the shaping surface of the mold. The strip 4, in order to reduce its heat capacity, is provided with a number of closely spaced holes 5.
These holes 5 retard the transmission of heat through the strip 4 and thus allow the working surface to reach the same temperature as that of the glass being bent. The provision of the holes 5 produces substantially the same effect as the aliasing of the top edge of the strip to reduce the amount of metal in contact with the glass. A strip with the holes 5 is preferable since the shaping surface is continuous.
Uprights 6 which are erected at each end of the base 1 and braced by spacers 7 extending from the adjacent spacers of the pedestals 3 reinforced by struts 8, carry at their upper ends pivoting support members 9 and 10, each of these being provided with a grip surface 11 with a sheet of glass (fig. 3) and holding fingers 12. The swivel connections 13 between the uprights 6 and the swivel supports 9 and 10 are located below the ends of the. mold strip or bende of shaping surface 4 and generally close to but below the level of the ends of the mold forming strip 4.
As can be seen in fig. 4, the pivoting support members 9 and 10 can be tilted backwards, in the vertical direction, to receive an unbent glass sheet 14. The range of movement
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of the pivoting support member 9 is limited by a bracket in the form of a hook 15, so that the member cannot reach a position in which it would tend to fall out of the mold.
As the glass sheet 14 is heated in the furnace through which the mold is transported, it tends to soften and begins to sag under its own weight. When it sags, the supports 9 and 10 swing internally on their pivots 13 so as to continue to carry the glass, freely relative to the shaping surface of the mold.
Further, by setting the pivot axes 13 at about the same level as the ends of the mold forming surface, a fairly large force component acting horizontally is exerted against the end of the lens and thus these ends are pushed. towards each other to speed up the bending of the glass.
It is desirable during the operation of such a mold that the glass bends and sags so that the central section first contacts the shaping surface of the mold and the longitudinal directional force then acts. to force the remaining portions of the glass into contact with the mold. If the process is carried out in this manner, there is no tendency for any portion of the glass to slip over the forming surface or to scrape through the ends of that surface. To ensure this mode of action, however, the movements of the pivoting support frames must be synchronized.
Since the glass is carried over the pivot axes of the swivel frames, the glass and the supports are in unstable equilibrium and any movement of either of the supports tends to disturb this balance and push the glass towards the most approximately vertical swivel support. This movement continues until a support lowers its end of the glass sheet onto the
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shaping surface while the other support is held in its original position or forced to a position closer to vertical.
If ratchet means, sliding joints, or other means are employed to prevent reverse movement of either swivel bracket, then the bracket which is closest to vertical remains in position. its initial position until the other end of the glass has been lowered onto the shaping surface and the glass sheet bridges from that point to the most approximately vertical support. When the softened glass sags from such a position, the first deposited end slides a short distance over its shaping surface end until it finally conforms to the shaping surface. .
At the same time the other end of the glass is pushed into position but, as the glass is not lowered evenly over the shaping surface but rather pushed to one end, excess glass occurs at that end and the support does not move all the way to the forming surface.
To overcome this difficulty, according to the invention each of the pivoting support members 9 and 10 is provided with a suspended arm 16 which is V-shaped, considered in vertical end view, with the branches of the V extending towards the bottom. up towards the side members of the pivoting supports 9 and 10 and joining them. The lower ends of the V-shaped arm 16 are connected via connecting rods 17 to a lever 18 which is pivotally mounted on the transverse member 2 of the base 1. The lever 18, the connecting rods 17 and the arms V-shaped 16 synchronize the movements of the swivel brackets 9 and 10.
By interconnecting the swivel brackets 9 and 10, the instability resulting from the unstable balance of the glass on the swivel brackets is eliminated at the ends of the glass
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are brought towards each other at generally equal rates, and the center of the lens is lowered directly onto the center of the shaping surface. As the bending progresses, the glass continues to drop onto the shaping surface until finally the end portions rest on the ends of the shaping surface. At this time the surface 11, in engagement with the glass sheet, preferably moves away from the sheet, leaving a slight gap between it and the sheet to ensure that sliding of the glass does not occur on any portion. from the surface.
Likewise, towards the end of the bending operation, a force is exerted perpendicular to the surface of the glass to produce in combination with localized heating the relatively steep curvature occurring at the ends of the mold.
The height of the pivot axis relative to the end of the shaping surface largely determines the magnitude of the horizontal force applied to the lens during a bending operation. The higher the location of this pivot axis, the greater the force exerted, particularly when the support assumes an approximately horizontal position. The length of this span and therefore the angle at which the support tilts when a sheet of glass is bent is determined by the length of the support. This length must be large enough so that, at the extreme positions of the support, it exerts a substantially horizontal force against the glass.
In addition, the path of the end of the glass must at all points be located at a sufficient height above the end of the forming surface so that the glass does not scrape on this surface. These requirements are met by the swivel brackets shown in the drawings which brackets are arranged so that the end of the glass approaching the shaping surface moves towards this.
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surface along a line that is between a vertical line and a tangent to the surface. In this proportion, the glass is held at all times above the working surface until it is ready to come into direct contact with that surface, without sliding over it.
These mold constructions are designed for use in a roller type furnace, furnace having an elongated heating chamber, equipped with a large number of motor driven transverse rollers, forming a conveyor carrying the molds therethrough. In order that the mold does not wobble as it passes from one conveyor roll to another, it is provided with elongated end members 19 which are long enough to contact at least two conveyor rolls at a time. The molds are also provided with transverse struts 20 extending diagonally through the open space of the mold between the side portions of the strip 4 forming the forming surface.
This arrangement produces an extremely rigid and stable shaping surface and, in combination with the swivel brackets, allows for the economical production of curved glass panes having relatively sharp curvatures at the ends of the pane.
The glass bending mold shown in Figs.
1 to 4 is designed for the production of a bent glass sheet which is generally cylindrical in shape. The expression "cylindrical" is used in its general sense to denote a surface which is generated by a line moving perpendicularly to its length and which throughout its course remains parallel to a given straight line although not necessarily at a distance. fixed of it. If the distance remains constant, the line draws a truly circular cylinder. If the distance is not constant, the line draws a cylindrical surface which can vary from a
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plane up to a line and which may include portions of reverse curvature. Thus, the curve formed by the mold shown in figs 1 to 4 is a cylindrical surface, one section of which is approximately a portion of an ellipse.
In fig. 5 to 7 inclusive, there is shown a modified form of the invention. In this form the mold is able to produce a bent glass sheet which is warped to some extent, in that it does not follow a cylindrical shape but rather has portions which are approximate sections of a conical surface. Furthermore, while the glass sheets treated on the mold in Figs. 1 to 4 were generally rectangular elm, (although the sides were more or less curved), the glass sheets treated on the modified form have their ends cut at an angle, so as to generally form an equilateral trapezoid ( in this form also the side can be curved).
In forming such a curvature, it is necessary to position the pivot axes of the supports at angles to the adjacent edge of the shaping surface of the mold and the glass, so that the glass contacting portion of each holder may in one position coincide with the end of the mold shaping surface and in another position coincide with the edge of a glass / unbent sheet.
In addition to being arranged to coincide with the glass in its various positions, the swivel support must also provide a substantial amount of terminal thrust against the glass sheets since in this mold, just as in the first which has been described, a relatively large amount of force from a tilting action of the holder is used to push the glass into its arched configuration.
This type of mold is further complicated by the fact that the dis-
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strength between the portions, contacting the glass, of the swivel brackets in their upper position must be equal to the length of the curved sides of the mold forming surface so that such glass can be supported on the brackets and also conform , when bent, to such a shaping surface. These requirements are met by varying the distance between the end of the shaping surface and the pivot axis, so that a given angular movement of the pivoting support produces both the required change in height of the glass. same as the horizontal movement of the end of the glass.
This condition is satisfied if the pivot axis of each support is located along the intersection of two planes, the first of which comprises as an element thereof one end of the shaping surface of the mold and the other comprises as an element. of the latter the edge of a sheet of non-curved glass resting on the swivel support. In order that the two lines or elements described, the end of the shaping surface of the mold and the edge of the glass, can coincide when the glass is in its bent position, it is also necessary that the intersection of the planes or at distances equal to these surfaces when they are in their separated position prior to a bending operation.
As in the mold described above, it is also desirable that the pivot axis of the swivel bracket be located beyond and above a line which is drawn perpendicular to the surface of the bent glass at the end of the glass. mold. This condition ensures that the glass approaches and settles on the forming surface, without slipping over it.
Referring now to the drawings, a mold modified to provide warped bends comprises a generally rectangular base 21 constructed from steel sections.
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tubular, of rectangular cross section, welded together to form a generally rectangular frame corresponding generally in its contour to the margin of a sheet of glass to be bent. This base 21 is further provided with a core or transverse member 22 which serves to stiffen the lateral members of the base 21 and to maintain them in a more completely rigid alignment.
Cross members 23 are located at each end of the base 21 and act as runners or supports to prevent the base 21 from wobbling as it passes from roll to roll on a roller conveyor extending through the roller. bending furnace. A number of pedestals or uprights 24 are erected at intervals on the side of the base 21 and at their upper ends they support a flat steel strip 25, mounted on the field, the upper surface of which constitutes the surface of the base. shaping of the mold. The strip 25 is provided with a number of holes 26 which serve to reduce the heat capacity of the strip without seriously affecting its strength or stiffness.
At each end of base 21 are erected a pair of uprights 27 and 28, with upright 27 being approximately vertical while upright 28 extends outwardly and vertically at an angle of approximately 45. 29 which has a lens support surface 30 and retaining fingers 31 is pivotally mounted to the upper ends of posts 27 and 28.
When designing the support frame 29 for such a mold, it is necessary to first determine the length of the glass ridges measured along the forming surface of the roll and then locate the support surface 30 in the mold. gap so that it coincides with the edge of a flat glass sheet which is out to fit the shaping surface at the end of an operation
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bending, Having determined the initial and final positions of the edge of the glass sheet;
, the location of the pivot points 32 in the ends of the uprights 27 and 28 can be determined by locating these points on the perpendicular bisectors of the lines passing through the initial and final positions of the ends of the support 30, with the points pivot points located at a distance from the support edge which is generally proportional to the length of travel of the particular end of the lens support surface 30. When selecting the initial position of the lens support surface, it is necessary to It is necessary to locate it at such a height above the end of the shaping surface 25 so that this support edge approaches the shaping surface from above when it bears a glass sheet in contact. of the mold.
If this support surface is located too low, which would mean that the pivot points 32 are located much closer to the base 21, there is a risk that the glass slides over the corners or the end of the shaping surface. and is branded to the point of being commercially unacceptable. Therefore in this modified mold, as in the first mold described, it is desirable that the pivot points be located a substantial distance above a line passing through the end of the forming surface and perpendicular to the shape. surface of a curved glass sheet resting on this surface.
As in the previous example, it is also necessary to provide a means for synchronizing the movements of the pivoting supports 29 during the bending operation.
This is done with the aid of an articulation comprising a reversing lever 33 which is pivotally mounted on the transverse member of the transverse web 22 of the base 21, and this lever is connected by means of the connecting rods.
34 to the V-shaped hanging arms 35 from the swivel bracket
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29. This articulation overcomes the instability resulting from the unstable balance of the glass sheets on the pivoting supports and it forces the glass to settle without any slippage between the glass and the working surface.
In each example of bending molds described, the pivoting supports are interconnected by a synchronization mechanism arranged so that the glass is deposited on the forming surface without any sliding action thereon. In each case the articulation is arranged according to the curvature of the lens and the displacement of each end of the lens, so that each support frame accommodates any movement required to cause the central section of the sheet to fall. of glass directly against the corresponding portion of a mold forming surface. If the glass being bent is symmetrical, so is the joint.
The mold improved by a suitable location of the pivoting axes of the supports and a synchronization of their movements allows precise bending of the glass sheets without surface scratching of them even if portions of the glass have to be bent to relatively sharp curvatures. , whether generally cylindrical or generally conical. The locations of the swivel brackets cause the horizontal component of the force applied to the glass to increase from a fairly small amount applied to an unbent glass sheet to a relatively large value as the glass sheet is lowered. against the shaping surface of the mold.
Various modifications can be made to the synchronization joint and the location of the pivot points of the support members without deviating from the mind and control. scope of the invention.