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Appareil pour le cintrage et la trempe de feuilles de v ?r9 .#......¯.....,-.,.... ............................,.....#.-. ......t#.-..tj.
La présente invention se rapporte d'une manière générale au cintrage et à la trempe de feuilles ou plaques de verre et, plus particulièrement à un nouvel appareillage pour la
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fabrication de feuilles de verre courbées et trempiez 1 l'uaa*' ge de fermetures vitrées.
L'utilisation de feuilles de verre cintrées comme fenê- tres dans les automobiles ou autres véhicules s'est répandue de plus en plus d'année en année, principalement parce que leur emploi permet un dessin dans lequel les fenêtres se fon- dent harmonieusement dans la configuration générale et le des- sin du véhicule. Toutefois, pour cette application, on com- prendra que les feuilles de verre cintrées doivent satisfaire
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à diverses exigences.
En premier lieu, lors du cintrage, la courbure des feuilles doit être comprise dans les tolérances imposées par les dimensions des ouvertures que les feuilles doivent obturer et par la configuration générale ou contour de ces ouvertures* En second lieu, les feuilles de verre courbes doivent répondre à certaines exigences optiques en ce quelles doivent être substantiellement dépourvues de dettes de surface quelconques ou distorsions, qui contrarieraient la vision claire à travers la fenêtre du véhicule.
finale- ment, les feuilles courbes doivent être adéquatement trempée pour augmenter leur résistance mécanique en les rendant moins fragiles et plus résistantes au bris,
Le procédé conventionnel industriel de cintrage et de trempa de feuilles de verre destinées à l'usage comme ferme- tures vitrées comprend l'emploi d'un appareil de cintrage et de trempe comprenant un moule de cintrage ayant des surfa- ces façonneuses se conformant à la courbure de la feuille de verre quand elle est cintrée.
En termes généraux, le procédé de cintrage et de trempe consiste à supporter une feuille de verre plate sur le moule, la majeure portion de la feuille étant au-dessus des surfaces façonneuses formées sur le mou- le, puis à chauffer la feuille alors qu'elle est ainsi suppôt tée, à une température correspondant au point de ramollisse ment du verre, en permettant ainsi à la feuille de s'affais- ser sous l'action de son propre poids contre les surfaces façonneuses. Après que la feuille est ainsi cintrée, elle est soumise à une atmosphère de refroidissement qui réduit la température de manière contrôlée pour produire le modèle de contraintes désiré dans la feuille.
Dans le mode opératoire décrit ci-dessus, on comprend que le degré de ramollissement du verre, et par conséquent la tendance de la feuille de verre à se cintrer, dépend de la
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température à laquelle le verre est chauffé; par conséquent il s'ensuit que ai la température n'est pas la même dans tou- tes les régions du verre, toutes les régions ne se cintreront pas au même taux et à la même courbure.
Chose bien connue, si les courbes des régions cintrées d'une feuille de verre ne sont pas uniformes, il en résulte une distorsion optique, qui rend la feuille moins bonne en vitrerie. Similairement, le degré auquel une feuille de verre est trempée dépend aussi dans une certaine mesure de la température à laquelle elle est chauffée avant d'être refroidie, et par conséquent, pour que la feuille soit uniformément trempée, il est important qu'elle soit chauffée dans toute la masse à une température uniforme.
Un objet général de la présente invention est d'apporter un nouvel appareillage de cintrage présentant; le caractère cité plut haut, qui permit un chauffage uniforme des feuilles de verra*
Un autre objet est de réaliser ce qui précédé sans gêner en quoi que ce soit le cintrage et/ou la trempe des feuilles de verre.
L'invention réside également dans la construction nouvelle d'un appareil de cintrage comprenant des moyens absorbant la chaleur construits ot montés de manière à promouvoir un chaut. fage uniforme des feuilles de verre tout en étant en même temps disposés en une position "hors du chemin*, c'est-à-dire sans gêner le chauffage, le cintrage ou la trempe des feuilles.
Dans les dessins annexés
La fig. 1 est une vue en coupe transversale longitudinale fragmentaire d'un four de cintrage;
La fig. 2 est une vue terminale d'un appareil de cintrage construit conformément à la présente invention;
La fig. 3 est une vue en coupe fragmentaire d'un moule de
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cintrage construit conformément à la présente invention?
La fige 4 est une vue latérale d'un moule de cintrage supporté sur un tréteau et montrant les têtes soufflantes en coupe transversale;
La fige 5 est une vue terminale d'un moule de cintrage supporté sur un tréteau et ayant un organe absorbant la cha- leur adjacent au sommet et aux cotés d'attaque du moule;
La fig. 6 est une vue latérale en coupe de l'appareil de cintrage de la présente invention;
La fige 7 est une vue latérale de l'appareil représenté à la fige 6;
La fige est une vue terminale d'une forme modifiée de l'appareil de cintrage de la présente invention; et
La fig. 9 ont une vue ':!iL coupe fragmentaire agrandie d'une portion du présent appareillage.
Conformément à la Présente invention en apporte un ap- pareil pour le cintrage et la trempe de feuilles de terre comprenant un moule de cintrage du type annulaire, ayant des surfaces façonneuses formées sur celui-ci et destiné à supporter une feuille de verre à cintrer dans un plan incli- né, qui se caractérise par rapport de moyens absorbant la chaleur disposés adjacents mais extérieurement à une portion desdites surfaces façonneuses.
Se rapportant maintenant aux dessins, l'appareil de cintrage conventionnel 10 comprend un moule 11 monté sur un tréteau 12, comprenant des rails latéraux parallèles 13 portés en leurs extrémités opposées par des organes ferai*. naux verticaux 14 de forme généralement rectangulaire.
Des extensions 15 solidaires des extrémités opposées de cha- cun des rails latéraux 13 saillent à travers des ouvertures espacées 16 ménagées dans les extrémités supérieures des or- ganes terminaux 14 et attachés dans 1* ouverture par un moyen
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de verrouillage tel que des coins otnde ' g 4tia4âs% à travers des trous dans les extensions 1$ et assujettis Cbge tre la surface extérieure des sections terminales.
En raison des exigences optiques assez sévères pour les feuilles de verre destinées a l'usage coasse fermetures vi-
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trêesp on doit veiller à maintenir les régions des feuilles destinées à la vision sans dommage. ni défauts de surface A cet effet, pour assurer une aire minimum de contact entre
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les feuilles et le moule de cintrage 11, on utilise couram- ment un moule du type annulaire ou périphérique ayant des surfaces façonneuses qui se conforment en contour, ainsi qu'en courbure aux feuilles quand elles sont cintrées et qui donc n'entrent en contact qu'avec les portions marginales des bords des feuilles.
Naturellement, avec ce genre de mou-"
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le, il nez a pas de support entrant en contact avec les ré- gions centrales ou de vision du verre alors que la feuille
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est à une température élevée et à l'état ramolli, testr.,- -dire au moment où elle est la plus sujette à être endomma- gée ou griffée,
Avec un moule du type annulaire, du genre général décrit ici, comme les feuilles ne sont pas supportées saut en leurs portions marginales des bords, il existe une nette tendance à ce que les feuilles se cintrent ou s'affaissent exagéré-
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ment entre les surfaces façonneuses, de ce fait les portions centrales de la feuille cintrée ayant une plus grande cour** bure que les portions marginales des bords qui repbsent sur
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le moulât Evidemment, le désavantage évident d'un surointra- go est que la t.u111.
term1.ft'. a Il fondra pas due son en- vironnement de la manière que voulait le d...f.f1&'.\Li". tes tefois, ceci mis , part, il y a encore d'autres inoOUv'- nients, un étant que le surcintrage fait que les Objets vus à travers la feuille cintrée apparaissent distordus* 'Un au-
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tre inconvénient peut-être le plus sérieux, est que le surcintrage modifie les dimensions du contour de la feuille finie* dimensions qui ordinairement sont assez étroitement définies par les dimensions de l'ouverture dans laquelle la feuille cintrée finie doit être montée*
Le problème du surcintrage est aggravé lorsque les feuilles sont trempées en plus d'être cintrées.
Comme com- plication, dans certains cas une feuille s'affaissera en conformité avec les surfaces façonneuses sur le moule à une température qui est inférieure à la température de trem- pe désirée. Lorsque ceci se produit, en vue de produire une trempe acceptable dans les feuilles, leur température est portée au point désiré de trompe alors qu'elles sont supportées sur le moule et ceci peut conduire à un affais- sement supplémentaire ou surcintrage entre les surfaces de façonnage.
En vue de réduire cette tendance au surcintrage, les surfaces façonneuses du moule sont conçues pour supporter les feuilles de verre dans un plan incliné, de ce fait la force de la pesanteur agissant sur la feuille étant de moindre grandeur dans une direction normale à la feuille.
Ceci permet à la feuille de verre d'être soumise à des tem- pératures plus élevées pendant des périodes de temps plus longues que ce qui est possible lorsque la feuille est sup- portée par les surfaces façonneuses dans une position substantiellement horizontale
A cet effet, comme illustré dans les dessine, le moule 11 est disposé dans un plan incliné et il est ,port' pu le tréteau 12 au moyen d'organes de support 18 inclinés fêté le haut à partir de chaque rail latéral 13, de manière à s'étendre sur les côtés opposés du moule avec leurs extrémi- tés inférieures fixées sur les rails latéraux.
Ici, chaque
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organe de support 18 comprend un ter angulaire monté sur le rail latéral 13 avec une bride 19 substantiellement paral- lèle au plan du rail latéral, l'autre bride 20 s'étendant intérieurement vers le moule. Chaque organe support 18 est étançonné en sa position inclinée par un étrésillon 21 d'in- clinaison contraire qui s'étend entre l'organe et le rail latéral 13.
Les extrémités supérieures des organes de sup- port 18 montés en opposition sont réunies entre elles par une tige 22 raidissant les organes avec ses extrémités op-
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posées qui y sonteixées, notamment par soudage, pour former ainsi conjointement avec le tréteau ltj une structure uni. taîto destiné* 1 alerter le moule li de la aaniëpe voulue, Le moule 11 est monté sur lès orgues dé support 18 au lliêytft de tiges Z3 fixées sur le aïeule et s'étendent .ft'1 les or ganes de support.
Dans le cas présent on utilise c16wc tige parallèles, une étant adjacente au eoté eup$ri9ï' du moult et l'autre adjacente au obt4 inférieur et tixf, au moule par des tenons 24* En vue de permettre l'enlèvement aisé et le replacement du moule 11 sur le tréteau 12$ les extedm, mités opposées des tiges 23 reposent sur les brides 20 tour- nées vers l'intérieur des organes de support 18 et elles
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sont maintenues en place par des crochets etegvim#At vers le haut, fixés aux brides et destinés à recevoir les extrémités des tiges.
Le moule du type annulaire 11 utilisé habituellement comprend une ossature ouverte de rails façonneurs 26 formée à partir de plaques relativement minces ayant des surfaces
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-faconneuses 27 formées sur leurs bords extérieurs, et une bride solidaire 28, s'étendant latéralement, formée sur leurs bords intérieurs pour ajouter de la rigidité au moule.
Les rails façonneurs 26 sont disposés en une configuration fermée, qui se conforme en contour aux feuilles à cintrer
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On comprendra que le contour des feuilles peut varier et qu'il est plus ou moins déterminé par le modèle du véhicule et l'ouverture dans laquelle la feuille est par la suite montée. On représente trois formes de contour différentes pour les moules dans les dessins, à titre d'illustration uniquement, et l'on notera que les caractéristiques de la présente invention ne sont en aucune manière affectées par la forme du contour de la feuille à cintrer.
Les surfaces façonneuses 27 sur le moule 11 se confor- ment en courbure à la courbure désirée que les feuilles cin- trias doivent épouser et* cesse mentionné plus haut, allée supportent les fouilles en leurs borde marginaux, De prêté* renée, des trous espacés ou fentes 29 sont prévue dans les rails 26 au-dessous des surfaces façonneuses 27 pour permet. tre la circulation de l'air devant la surface inférieure de la feuille supportée sur le moule.
La aise en position ap- propriée des feuilles de verre par rapport aux surfaces fa- çonneuses 27 se fait à l'aide de moyens localisateurs ré- , glables 30 disposés adjacents au coté inférieur du moule.
Ici, les moyens localisateurs 30 consistent en des boulons
31 vissés dans des consoles 32 attachées & la tige inférieu- re 23 raidissant les organes de support, avec la téta 33 du boulon disposée transversalement à un plan défini par les surfaces façonneuses, pour engager ainsi le bord inférieur d'une feuille de verre portée par le moule.
Les boulons 31 peuvent être vissés pour se rapprocher ou s'éloigner de la surface façonneuse adjacente, en vue de régler la position des feuilles de verre par rapport aux rails façonneurs du moule*
Si la feuille courbée finie est destinée à servir pour une application dans laquelle un ou plusieurs de ses bords seront exposés lorsque la feuille est montée, évidemment
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tout dommage de ce bord résultant du contact entre le bord et sa surface façonneuse correspondante sera préjudiciable Un exemple d'une telle application sera l'utilisation de la feuille cintrée comme vitre latérale d'une automobile ou analogue, qui d'ordinaire est montée de manière & se dépla- cer entre des positions d'ouverture ou de fermeture.
Lors de l'assemblage dans l'automobile, le bord du fond de la vi- tre latérale est disposé à l'intérieur de la porte ou carros- serie de l'automobile et les bords latéraux glissent dans une rainure et sont ainsi dissimulés à la vue. Bien que les imperfections ou défauts de surface causés par le moule offrent très peu d'importance pour ces bords cachés, ils seront évidemment aisément remarqués sur le bord supérieur ' exposé de la vitre latérale.
Pour éviter de tels défauts dans la feuille finie, la surface façonneuse destinée à supporter le bord exposé pendant le cintrage est conçue en sorte de présenter une aire de contact minima entre la sur- face et le bord de la feuille de verre. A cet effet, cette surface façonneuse 27 est inclinée ou biseautée Vers l'ex- térieur en faisant un angle qui fait que seul le coin du bord de la feuille entre en engagement avec la surface lorsqu'elle est cintrée comme représenté à la figure 9.
Comme signalé plus haut, dans le cintrage et la trempe industriels de feuilles de verre courbes, on utilise un mo- de opératoire du type continue En d'autres tenues, le moule supportant une faille de verre est dépliai le long-du parcours à travers une atmosphèra chauffée et à travers un système de refroidissement qui assuré la trempé désirée.
Par la prévision de moyens contigus de chauffage et de re- froidissement et par le déplacement des moules, sortant du système de chauffage, directement à travers le système de refroidissement, on bénéficie de plusieurs avantages. D'a-
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bord, la chaleur requise pour le cintrage du verre est em- ployée pour la trempe du verre; il ne faut pas de réchauf- fage après l'opération de cintrage, En second lieu, en ayant le même moula supportant le verre au cours des deux opéra- tiens, il faut moins de manipulation et par conséquent il se produit moins de dégâts dans la feuille.
Le système conventionnel pour chauffer les feuilles de verre est un four du type tunnel 34 comprenant, d'une manière générale, une voûte 35, une sole 36 et des parois latérales 37 définissant une chambre de chauffage allongée.
Le moule 11 supportant la feuille de verre est introduit dans la chambre de chauffage en une de ses extrémités et passe à travers la chambre vers l'extrémité opposée, et la feuille est chauffée ainsi aux températures élevées désirées @ pendant ce passage. Le moule 11 est déplacé à travers le four 34 sur un transporteur 38 ordinairement à distance au- dessus de la sole 36 du four comme illustré dans la figure 1. Le transporteur 38 peut comporter plusieurs rouleaux parallèlement espacés 39 s'étendant transversalement tout au long de la chambre de chauffage, avec leurs extrémités opposées tourillonnées dans les parois latérales 37 du four 34. Les rouleaux 39 peuvent être entraînés par un moteur de toute manière appropriée pour déplacer le tréteau et le moule qu'il porte sur toute la longueur du four.
Des moyens de chauffage 40, tels que les brûleur à gaz illustrés dans la figure 1, sont; prévus dans le four - 34 peu!* élever la température de l'atmosphère due la cham- bre de chauffage au point désire. Ordinairement, pour di- minuer le choc thermique sur les feuilles de verre qui se déplacent dans le four, les moyens de chauffage sont règles pour que la température soit augmentée relativement lente- ment depuis l'extrémité d'entrée du four jusqu'à la tempe-
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rature maxima désirée en un point intermédiaire aux extré- mités du four.
Les moyens de chauffage ou brûleurs 40 sont espacés longitudinalement et transversalement à la voûte 35 du four et saillent à travers la voûte pour diriger de la chaleur dans la chambre chauffée. En plus des brûleurs mon- tés dans la voûte du four, ordinairement des brûleurs sup- plémentaires sont montés dans les parois latérales 37 en* -dessous du transporteur 38. Comme signalé plus haut, des moyens de réglage appropriés (non représentés) sont prévus pour permettre le réglage de la température de la chambre chauffée, à la fois longitudinalement et transversalement à la chambre.
Après que les feuilles ont été chauffées à une tempe*. rature élevée, au cours de leur passage à travers la chambre de chauffage du four 34, et en atteignant l'extrémité de sortie de cette chambra leur température est rapidement réduite pour tremper le verre, Le procédé de trempe du ver- re peut âtre défini en gros comme le chauffage de la feuil- le 4 une température voisine de son point de ramolissement, avec ensuite un refroidissement rapide de la fouilles en l'occurrence ses surfaces extérieures se refroidissent plus rapidement que l'intérieur de la fouilles ce qui a pour effet que les surfaces extérieures sont sous une son* trainte de compression.
Chose bien connue, la trempe du verre non seulement augmente aa résistance mécanique mais améliore aussi ses caractéristiques de rupture* Lorsqu' une feuille trempée est brisée, le verre se désintègre en petits morceaux relativement inoffensifs plutôt qu'en gros morceaux de forme irrégulière et dangereux comme cela se produit quand on brise du verre ordinaire non traité.
Un procédé de trempe du verre est de soumettre ses surfaces à des jets d'air relativement froids, Ceci peut
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commodément se faire au moyen de têtes soufflantes 41 dispo- sées adjacentes à l'extrémité de sortie du four 34 et au- -dessus du transporteur 38 sur lequel l'appareil de cintra- ge est porté. Bien que les têtes soufflantes 41 puissent être diversement construites, dans le présent exemple, comme le montrent les dessine, elles comprennent une chambre souf- flante 42 ayant des passages inclinés 43 formés dans celle.
-ci en faisant un angle correspondant à l'angle suivant le- quel le moule 11 est port$ par le tréteau 12, Des buselu- tes opposées 44 disposées de chaque cote du passage dirigeât de l'air à partir de la chambre soufflante 42 intérieure* ment contre les surfaces opposées de la feuille reposant sur le moule.
Quel que soit le réglage prévu pour les brûleurs, on comprendra que l'atmosphère dans la chambre de chauffage du four 34 n'est pas 4 la même température partout, En par- tie du fait que la majorité de la chaleur est introduite par la voûte du four et suite à la tendance naturelle de l'air chaud à monter, la température de l'atmosphère augmen- te progressivement depuis la sole 36 jusqu'à la voûte 35 du four 34. Comme le moule 11 est supporté sur le tréteau 12 en position inclinée, les régions supérieures du moule passent à travers une atmosphère plus chaude que le font les régions inférieures.
Ceci évidemment a pour conséquence que les régions supérieures de la feuille sont chauffées à une température plus élevée que les régions inférieures.
En outre, comme la température de l'atmosphère dans la cham- bre de chauffage augmente progressivement depuis l'extrémi- té d'entrée du four jusqu'à l'extrémité de sortie, le bord d'attaque du moule 11 et celui de la feuille qui y est sup- portée sont chauffés à un taux plus rapide que le bord de fuite de la feuille.
Ces caractéristiques inhérentes d'un four du type tunnel
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conduisent à un chauffage inégal de la feuille et, comme signer ceci représente un désavantage certain puisque la tendance de la feuille à ramollir et à se cintrer ainsi que la tendance de la feuille & se tremper sont fonction de la température à laquelle la feuille est chauffée. Dès lors, pour obtenir un cintrage uniforme sans distorsion et pour obtenir une trempe uniforme, il faut que la feuille soit chauffée partout à une température uniforme.
A cet effet, la présente invention envisage un nouvel appareil de cintrage, dans lequel est incorpore un moyen pour promouvoir un chauffage uniforme des feuilles de verre par compensation du gradient de température présent dans les fours conventionnels de cintrage et de trempe. Confor- mément à la présente invention, ce moyen pour promouvoir un chauffage uniforme des fouilles de verre est relativement simple et peu coûteux et il est construit de manière à ne gêner en quoi que ce soit le processus de trempe. En quel- ques mots, les buts visés par l'invention sont réalisés par l'emploi d'un moyen absorbant la chaleur 45 opérant en sorte d'absorber la chaleur de la feuille et de l'atmosphè- re avoisinant les régions de la feuille qui ont tendance à
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8tre Chauffées à des tmpdratures plue dlovdeo que 104 ï'<- gions restantes.
Comme noté plus haut, le moyen absorbant la chaleur 45 est construit de telle sorte qu'il ne gêne pas le processus de trempe. A cet effet, les moyens sont situes en une pool- tion hors du chemin, de manière à ne pas bloquer les jets d'air dirigés sur la surface de la feuille à partir des tê- tes soufflantes 41, tout en étant en même temps efficaces pour maintenir les régions adjacentes de la feuille à une température plus basse, En principe, l'organe absorbant la chaleur peut être construit en un matériau quelconque
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qui possède des propriétés absorbantes de la chaleur et qui peut être sous une forme quelconque telle que feuilleta bar- res,
tiges ou bandes$ disposées aux position désirées par rapport aux feuilles. Dans la forme de récusation préfé- rée, un treillis en fil métallique relativement lourd est utilisé, parce qu'une telle construction présente une éten- due de surface plus grande et que par conséquent il y a Plus de surface exposée et en mesure d'absorber la chaleur de l'atmosphère. Le moyen absorbant la chaleur 45 est perte par le tréteau 12, en position adjacente au coté supérieur du moule 11, et il est situé extérieurement au rail façon- neur 26 du moule de manière à ne pas gêner le passage de l'air de refroidissement entre le rail façonneur et contre la surface inférieure de la fouille de verre.
L'organe ab- sorbe la chaleur de l'atmosphère au voisinage de son bord supérieur et maintient ainsi une température plus basse dans les régions supérieures de la feuille de verre.
Ici, une bande allongée 46 de treillis métallique est disposée au-dessus du rail façonneur supérieur du moule et dans un plan substantiellement parallèle au plan du'rail supérieur. Par conséquent, la bande de treillis 46 s'étend transversalement au plan défini par les surfaces façonneu- des 26 du moule 11.
De préférence, la largeur du treillis est telle qu'il attend extérieurement à partir du tréteau jusqu'en un point au-delà de la surface façonneuse sur le rail façonneur adjacent, La bande 46 est portée sur la tige 23 raidissant les organes de support et est fixée au cote supérieur du moule. lois pour supporter la bande 46 dans le plan désiré, des montants 47 soudés par une extrémi- té à la tige 23 et saillant latéralement de celle-ci se trouvent sous la bande et cette dernière y est fixée au moyen de fils métalliques 48 encerclant les montants et
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attachés à la bande.
On comprendra que la bande 46 se situe dans un plan parallèle à la direction de circulation de l'air issu des tuyères 44 des têtes soufflantes 41 et, ainsi, ne gêne pas cette circulation en quoi que ce sotte Ceci est important parce qu'une tempe uniforme est effectués non seulement par un chauffage uniforme de la feuille de verre malt. aussi par un refroidissement uniforme de la feuille lorsqu'elle passe par les tStes soufflantes* Si le courant d'air con- tre la surface de la feuille de verre est gêné de quelque manière,
avec comme conséquence que la quantité d'air frap- pant la région de cette surface est moindre, le taux de re- froidissement de cette région sera plus lent que le restant de la surface, ce qui conduit à une différence dans le mo- dèle des contraintes conféré à la feuille au cours du pro- cessus de trempe. En étant situé dans une position hors du chemin ainsi qu'on vient de le décrire, le moyen absor- bant la chaleur 45 remplit sa fonction voulue de promotion d'un chauffage uniforme de la feuille lorsqu'elle passe à travers le four, sans gêner l'autre facteur intervenant dans la trempe, à savoir un refroidissement uniforme de la feuille.
Comme noté plus haut, dans le four 34 du type tunnel conventionnel, la température augmente progressivement de l'extrémité d'entrée du four, et ainsi, l'extrémité d'atta- que de la feuille est soumise à des températures plus éle- vées que l'extrémité de fuite, ce qui peut conduire à un surcintrage des portions d'attaque de la feuille. Pour surmonter cet inconvénient, une bande supplémentaire 49 d'un matériau en treillis absorbant la chaleur peut être montée sur le tréteau 12 en position adjacente au rail fa- çonneur 26 sur l'extrémité d'attaque du moule 11. Ici
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également,la bande est placée extérieurement au moule et dans , un plan substantiellement parallèle au rail façonneur à l'extrémité d'attaque du moule.
Comme montré à la figure 5, la bande 49 s'étend entre les tiges 23 portant le moule
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et est cachet en sot tXtï'<Mit4)) appela aux tiges# Cette bande 49 se oomporte de la mime manière que la bande 46 au sommet du meule et ne gêne pas le processus de tramp..
Dans une variante de construction, et dans l'éventua- lité où par suite du taux auquel le moule se déplace à travers le four, il ne se produit pas une absorption de cha- leur suffisante et que les régions d'attaque de la feuille deviennent surchauffées, on peut placer un organe absorbant la chaleur directement au-dessous de la région d'attaque de la feuille de verre. A cet effet, comme montré dans la figure 2, des moyens d'absorption de chaleur 50, comprenant plusieurs tiges 51 espacées les unes des autres pour per- mettre un passage substantiellement libre de l'air prove- nant des têtes soufflantes 41 contre la surface inférieure de la feuille, sont fixés entre eux et aux rails façonneurs 26 par exemple par soudage, en vue d'obtenir une structure unitaire.
Les tiges 51 peuvent être agencées suivant tout modèle se prêtant à l'absorption de chaleur à partir de la feuille de verre et de l'atmosphère environnante de la ma- nière souhaitée. Donc, bien que l'on représente un modèle dans la figure 2, on comprendra que le nombre de tiges 51 utilisées pour exécuter la fonction d'absorption de chaleur et leur disposition pourraient différer en restant dans l'esprit de l'invention, la considération principale étant qu'elles soient écartées d'une distance suffisante pour per- mettre un passage substantiellement libre de l'air de re- froidissement venant des buselures 44 des têtes soufflantes 41 pour frapper la surface inférieure de la feuille de
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verre reposant sur le moule.
On comprend maintenant qu'un appareil de cintrage construit conformément à la présente invention résout les problèmes normalement rencontrés avec remploi de l'équi- pement conventionnel de chauffage et de refroidissement uti- lise dans la production de feuilles de verre cintrées et trempées.
En outre, la présente invention résout ces pro- blèmes par une construction simple et peu coûteuse qui fa- @ vorise le chauffage uniforme des feuilles de verre, ce qui est un facteur dans l'obtention de cintrages uniformes et d'une trempe uniforme dans la feuille, et,en même temps, cet appareil est construit de manière à ne pas contrarier le refroidissement de ces feuilles pendant le processus de trempe, ainsi toutes les régions de la feuille étant refroi- dies à un taux substantiellement le même, ce qui constitue un autre facteur dans la production de feuilles de verre uniformément trempées* REVENDICATIONS
1.
Appareil pour le cintrage et la trempe de feuilles de verre, comprenant un moule du type annulaire sur lequel sont formées des surfaces façonneuses, et conçu pour suppor- ter une feuille de verre à cintrer dans un plan incline, caractérisé par rapport de moyens absorbant la chaleur dis- posés adjacents mais extérieurement à une portion desdites surfaces façonneuses.
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Apparatus for bending and tempering v? R9. # ...... ¯ ....., -., .... ............... ............., ..... # .-. ...... t # .- .. tj.
The present invention relates generally to the bending and tempering of sheets or plates of glass and, more particularly to a new apparatus for the bending.
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making curved glass sheets and tempering 1 uaa * 'ge of glass closures.
The use of arched sheets of glass as windows in automobiles or other vehicles has spread more and more year by year, mainly because their use allows a design in which the windows blend harmoniously into each other. the general configuration and design of the vehicle. However, for this application, it will be understood that the bent glass sheets must satisfy
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to various requirements.
In the first place, during bending, the curvature of the sheets must be included in the tolerances imposed by the dimensions of the openings that the sheets must close and by the general configuration or contour of these openings * Secondly, the curved glass sheets must meet certain optical requirements in that they must be substantially free of any surface debts or distortions, which would interfere with clear vision through the vehicle window.
finally, the curved sheets must be adequately tempered to increase their mechanical resistance by making them less fragile and more resistant to breakage,
The conventional industrial process of bending and tempering glass sheets intended for use as window closures comprises the use of a bending and tempering apparatus comprising a bending mold having shaping surfaces conforming to the curvature of the glass sheet when it is bent.
In general terms, the bending and tempering process involves supporting a flat glass sheet on the mold, with the major portion of the sheet above the shaping surfaces formed on the mold, and then heating the sheet while it is thus kept at a temperature corresponding to the softening point of the glass, thereby allowing the sheet to sag under the action of its own weight against the shaping surfaces. After the sheet is thus bent, it is subjected to a cooling atmosphere which reduces the temperature in a controlled manner to produce the desired stress pattern in the sheet.
In the procedure described above, it is understood that the degree of softening of the glass, and therefore the tendency of the glass sheet to bend, depends on the
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temperature to which the glass is heated; therefore it follows that if the temperature is not the same in all regions of the glass, all regions will not bend at the same rate and at the same curvature.
It is well known that if the curves of the curved regions of a glass sheet are not uniform, optical distortion results, which makes the sheet less good in glazing. Similarly, the degree to which a sheet of glass is tempered also depends to some extent on the temperature to which it is heated before being cooled, and therefore, in order for the sheet to be evenly tempered, it is important that it be heated throughout the mass to a uniform temperature.
A general object of the present invention is to provide a novel bending apparatus exhibiting; the character mentioned above, which allowed a uniform heating of the glass leaves *
Another object is to achieve the above without hindering in any way the bending and / or tempering of the glass sheets.
The invention also resides in the novel construction of a bending apparatus comprising heat absorbing means constructed and mounted so as to promote chastity. uniform forming of the glass sheets while at the same time being arranged in an "out of the way * position, that is to say without interfering with the heating, bending or tempering of the sheets.
In the accompanying drawings
Fig. 1 is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of a bending furnace;
Fig. 2 is an end view of a bending apparatus constructed in accordance with the present invention;
Fig. 3 is a fragmentary sectional view of a mold of
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bending constructed in accordance with the present invention?
Fig 4 is a side view of a bending mold supported on a trestle and showing the blowers in cross section;
Fig 5 is an end view of a bending mold supported on a trestle and having a heat absorbing member adjacent to the top and leading sides of the mold;
Fig. 6 is a sectional side view of the bending apparatus of the present invention;
Fig 7 is a side view of the apparatus shown in Fig 6;
The pin is an end view of a modified form of the bending apparatus of the present invention; and
Fig. 9 have a view ':! IL enlarged fragmentary section of a portion of the present apparatus.
According to the present invention there is provided an apparatus for bending and tempering earth sheets comprising an annular-type bending mold, having shaping surfaces formed thereon and for supporting a sheet of glass to be bent in it. an inclined plane, which is characterized in relation to heat absorbing means disposed adjacent but externally to a portion of said shaping surfaces.
Referring now to the drawings, the conventional bending apparatus 10 comprises a mold 11 mounted on a trestle 12, comprising parallel side rails 13 carried at their opposite ends by ring members. vertical ends 14 of generally rectangular shape.
Extensions 15 integral with opposite ends of each of the side rails 13 protrude through spaced openings 16 formed in the upper ends of the terminal members 14 and attached to the opening by means.
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interlocking such as wedges otnde 'g 4tia4âs% through holes in the extensions 1 $ and secured Cbge be the outer surface of the end sections.
Due to the rather severe optical requirements for glass sheets intended for use with screw closures
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very special care must be taken to keep the areas of the leaves intended for vision free from damage. no surface defects For this purpose, to ensure a minimum contact area between
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the sheets and the bending mold 11, an annular or peripheral type mold is commonly used having shaping surfaces which conform in contour, as well as in curvature to the sheets when they are bent and which therefore do not come into contact. than with the marginal portions of the edges of the leaves.
Of course, with that kind of slack- "
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the nose, it has no backing coming into contact with the central or viewing regions of the glass while the foil
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is at an elevated temperature and in a soft state, testr., - -that is when it is most prone to damage or scratches,
With a ring-type mold, of the general kind described herein, as the leaves are not supported leaping at their marginal portions from the edges, there is a clear tendency for the leaves to bend or sag excessively.
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between the shaping surfaces, thus the central portions of the bent sheet having a greater curvature than the marginal portions of the edges which rest on
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le moulât Obviously, the obvious disadvantage of a surointrago is that the t.u111.
term1.ft '. a It will not melt due to its environment the way the d ... f1 & '. \ Li ". However, apart from that there are still other drawbacks, one being that the overbending causes the Objects seen through the arched sheet to appear distorted * 'Un au-
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Perhaps the most serious drawback is that overbending alters the dimensions of the contour of the finished sheet * dimensions which are usually quite narrowly defined by the dimensions of the opening in which the finished bent sheet is to be mounted *
The problem of overbending is compounded when the sheets are soaked in addition to being bent.
As a complication, in some cases a sheet will sag in accordance with the shaping surfaces on the mold at a temperature which is lower than the desired tempering temperature. When this occurs, in order to produce an acceptable quench in the sheets, their temperature is raised to the desired suction point while they are supported on the mold and this can lead to further sagging or overbending between the surfaces of the sheets. shaping.
In order to reduce this tendency to overbend, the shaping surfaces of the mold are designed to support the glass sheets in an inclined plane, thereby the force of gravity acting on the sheet being of less magnitude in a direction normal to the sheet. .
This allows the glass sheet to be subjected to higher temperatures for longer periods of time than is possible when the sheet is supported by the shaping surfaces in a substantially horizontal position.
For this purpose, as illustrated in the drawings, the mold 11 is arranged in an inclined plane and it is, port 'pu the trestle 12 by means of inclined support members 18 celebrated the top from each side rail 13, from so as to extend on opposite sides of the mold with their lower ends fixed to the side rails.
Here each
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support member 18 comprises an angular ter mounted on side rail 13 with one flange 19 substantially parallel to the plane of the side rail, the other flange 20 extending inwardly towards the mold. Each support member 18 is propped up in its inclined position by a strut 21 of opposite inclination which extends between the member and the side rail 13.
The upper ends of the support members 18 mounted in opposition are joined together by a rod 22 stiffening the members with its opposite ends.
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posed which esteixées therein, in particular by welding, to thus form together with the trestle ltj a united structure. taito intended * 1 alert the mold li of the desired aaniëpe, The mold 11 is mounted on the support organs 18 at the lliêytft of Z3 rods fixed on the ancestor and extend .ft'1 the support organs.
In the present case one uses parallel rods c16wc, one being adjacent to the side of the mold and the other adjacent to the lower obt4 and tixf, to the mold by pins 24 * In order to allow easy removal and replacement of the mold 11 on the trestle 12 $ the opposite ends of the rods 23 rest on the flanges 20 turned towards the inside of the support members 18 and they
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are held in place by etegvim # At upward hooks, fixed to the flanges and intended to receive the ends of the rods.
The annular type mold 11 commonly used comprises an open framework of shaping rails 26 formed from relatively thin plates having surfaces.
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-faconneuses 27 formed on their outer edges, and an integral flange 28, extending laterally, formed on their inner edges to add rigidity to the mold.
The shaping rails 26 are arranged in a closed configuration, which conforms in contour to the sheets to be bent.
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It will be understood that the outline of the sheets may vary and that it is more or less determined by the model of the vehicle and the opening in which the sheet is subsequently mounted. Three different contour shapes are shown for the molds in the drawings, for illustration only, and it will be appreciated that the features of the present invention are not affected in any way by the contour shape of the sheet to be bent.
The shaping surfaces 27 on the mold 11 conform in curvature to the desired curvature that the cinched sheets must follow and * ceases mentioned above, aisle supports the excavations at their marginal edges, De loaned * reed, spaced holes or slots 29 are provided in the rails 26 below the shaping surfaces 27 for permits. be the circulation of air in front of the lower surface of the sheet supported on the mold.
The ease in the appropriate position of the glass sheets relative to the shaping surfaces 27 is achieved by means of adjustable locating means 30 disposed adjacent to the lower side of the mold.
Here, the locator means 30 consist of bolts
31 screwed into brackets 32 attached to the lower rod 23 stiffening the support members, with the bolt tet 33 disposed transversely to a plane defined by the shaping surfaces, thereby engaging the lower edge of a supported glass sheet by the mold.
The bolts 31 can be screwed to move towards or away from the adjacent shaping surface, in order to adjust the position of the glass sheets relative to the shaping rails of the mold *
If the finished curved sheet is to be used for an application in which one or more of its edges will be exposed when the sheet is mounted, obviously
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any damage to this edge resulting from contact between the edge and its corresponding shaping surface will be detrimental. An example of such an application will be the use of the bent sheet as a side window of an automobile or the like, which ordinarily is mounted from way & move between open or closed positions.
During assembly in the automobile, the bottom edge of the side window is placed inside the door or body of the automobile and the side edges slide in a groove and are thus concealed from view. view. While imperfections or surface defects caused by the mold are of very little importance for these hidden edges, they will of course be readily noticed on the exposed top edge of the side window.
To avoid such defects in the finished sheet, the shaping surface for supporting the exposed edge during bending is designed to have a minimum contact area between the surface and the edge of the glass sheet. For this purpose, this shaping surface 27 is inclined or bevelled outwards by making an angle which causes only the corner of the edge of the sheet to engage the surface when it is bent as shown in Figure 9. .
As mentioned above, in the industrial bending and tempering of curved glass sheets, a continuous type of operation is used. In other cases, the mold supporting a glass fault is unfolded along the path through a heated atmosphere and through a cooling system that ensures the desired quenching.
By providing contiguous means of heating and cooling and by moving the molds, exiting the heating system, directly through the cooling system, several advantages are obtained. From a
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edge, the heat required for bending the glass is used for tempering the glass; there is no need for reheating after the bending operation. Secondly, by having the same mold supporting the glass during the two operations, less handling is required and therefore less damage occurs in the glass. leaf.
The conventional system for heating the glass sheets is a tunnel-type furnace 34 comprising, generally, an arch 35, a hearth 36 and side walls 37 defining an elongated heating chamber.
The mold 11 supporting the glass sheet is introduced into the heating chamber at one end and passes through the chamber to the opposite end, and the sheet is thus heated to the desired high temperatures during this passage. The mold 11 is moved through the furnace 34 on a conveyor 38 usually remote above the hearth 36 of the furnace as illustrated in Figure 1. The conveyor 38 may include several parallel spaced rollers 39 extending transversely throughout. of the heating chamber, with their opposite ends journalled in the side walls 37 of the furnace 34. The rollers 39 can be driven by a motor in any suitable manner to move the trestle and the mold which it carries along the entire length of the furnace. .
Heating means 40, such as the gas burner illustrated in Figure 1, are; provided in the furnace - 34 may! * raise the temperature of the atmosphere due to the heating chamber to the desired point. Ordinarily, to lessen the thermal shock on the glass sheets moving in the furnace, the heating means are adjusted so that the temperature is increased relatively slowly from the inlet end of the furnace to the furnace. temple-
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maximum desired rature at an intermediate point at the ends of the oven.
The heating means or burners 40 are spaced longitudinally and transversely to the roof 35 of the oven and protrude through the roof to direct heat into the heated chamber. In addition to the burners mounted in the top of the furnace, usually additional burners are mounted in the side walls 37 below the conveyor 38. As noted above, suitable adjustment means (not shown) are provided. to allow adjustment of the temperature of the heated chamber, both longitudinally and transversely to the chamber.
After the leaves have been heated to a temple *. high rature, during their passage through the heating chamber of the furnace 34, and on reaching the outlet end of this chamber their temperature is quickly reduced to toughen the glass. The glass tempering process can be defined. roughly like the heating of the sheet 4 a temperature close to its softening point, with then a rapid cooling of the excavation in this case its outer surfaces cool more rapidly than the interior of the excavation which has the effect of effect that the exterior surfaces are under a compression strain.
It is well known that tempering glass not only increases its mechanical strength but also improves its breaking characteristics * When a tempered sheet is broken, the glass disintegrates into relatively harmless small pieces rather than large, irregularly shaped and dangerous pieces. as happens when breaking ordinary untreated glass.
One method of tempering glass is to subject its surfaces to relatively cold air jets. This can
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conveniently by means of blower heads 41 disposed adjacent to the outlet end of the furnace 34 and above the conveyor 38 on which the bending apparatus is carried. Although the blower heads 41 can be variously constructed, in the present example, as shown in the drawing, they include a blower chamber 42 having inclined passages 43 formed therein.
-Here by making an angle corresponding to the angle at which the mold 11 is carried by the trestle 12, Opposite nozzles 44 arranged on each side of the passage direct air from the blowing chamber 42 internally against opposing surfaces of the sheet resting on the mold.
Whatever the setting for the burners, it will be understood that the atmosphere in the heating chamber of the furnace 34 is not the same temperature everywhere, in part because the majority of the heat is introduced by the furnace. roof of the oven and following the natural tendency of the hot air to rise, the temperature of the atmosphere gradually increases from the floor 36 to the roof 35 of the oven 34. As the mold 11 is supported on the trestle 12 in an inclined position, the upper regions of the mold pass through a warmer atmosphere than do the lower regions.
This obviously results in the upper regions of the sheet being heated to a higher temperature than the lower regions.
Further, as the temperature of the atmosphere in the heating chamber gradually increases from the inlet end of the furnace to the outlet end, the leading edge of the mold 11 and that of the sheet supported thereon are heated at a rate faster than the trailing edge of the sheet.
These inherent characteristics of a tunnel type furnace
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lead to uneven heating of the sheet and as signing this is a definite disadvantage since the tendency of the sheet to soften and bend as well as the tendency of the sheet & to soak are a function of the temperature to which the sheet is heated . Therefore, to obtain uniform bending without distortion and to obtain uniform quenching, the sheet must be heated throughout to a uniform temperature.
To this end, the present invention contemplates a novel bending apparatus, in which means is incorporated to promote uniform heating of the glass sheets by compensating for the temperature gradient present in conventional bending and tempering furnaces. In accordance with the present invention, this means for promoting uniform heating of the glass pits is relatively simple and inexpensive and is constructed so as not to interfere in any way with the tempering process. In short, the objects of the invention are achieved by the use of a heat absorbing means 45 which operates to absorb heat from the sheet and from the atmosphere surrounding the regions of the sheet. leaf which tend to
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8 be heated to temperatures greater than the 104 ï '<- regions remaining.
As noted above, the heat absorbing means 45 is constructed so that it does not interfere with the quenching process. To this end, the means are located in a pooling out of the way, so as not to block the air jets directed on the surface of the sheet from the blowers 41, while at the same time being effective in keeping adjacent regions of the sheet at a lower temperature, In principle, the heat absorbing member can be constructed of any material
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which has heat absorbing properties and which can be in any form such as bar laminate,
stems or bands $ arranged in desired positions relative to the leaves. In the preferred form of challenge, a relatively heavy wire mesh is used, because such a construction has a larger surface area and therefore there is more surface exposed and able to. absorb heat from the atmosphere. The heat absorbing means 45 is lost through the trestle 12, in a position adjacent to the upper side of the mold 11, and it is located outside the shaping rail 26 of the mold so as not to obstruct the passage of the cooling air. between the shaping rail and against the bottom surface of the glass pit.
The organ absorbs heat from the atmosphere near its upper edge and thus maintains a lower temperature in the upper regions of the glass sheet.
Here, an elongated strip 46 of wire mesh is disposed above the upper shaping rail of the mold and in a plane substantially parallel to the plane of the upper rail. Therefore, the web of mesh 46 extends transversely to the plane defined by the shaping surfaces 26 of the mold 11.
Preferably, the width of the trellis is such that it waits externally from the trestle to a point beyond the shaping surface on the adjacent shaping rail. The strip 46 is carried on the rod 23 stiffening the support members. and is fixed to the upper side of the mold. laws for supporting the strip 46 in the desired plane, uprights 47 welded at one end to the rod 23 and projecting laterally from the latter are located under the strip and the latter is fixed thereto by means of metal wires 48 encircling them. amounts and
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attached to the band.
It will be understood that the strip 46 is situated in a plane parallel to the direction of circulation of the air coming from the nozzles 44 of the blower heads 41 and, thus, does not hinder this circulation in any way whatsoever. This is important because a Uniform tempering is effected not only by uniform heating of the malt glass sheet. also by uniform cooling of the sheet as it passes through the blowers * If the air flow against the surface of the glass sheet is impeded in any way,
with the consequence that the quantity of air impinging on the region of this surface is less, the cooling rate of this region will be slower than the rest of the surface, which leads to a difference in the model. stresses imparted to the sheet during the quenching process. By being located in an out of the way position as just described, the heat absorbing means 45 performs its intended function of promoting uniform heating of the sheet as it passes through the oven, without hamper the other factor involved in quenching, namely uniform cooling of the sheet.
As noted above, in the conventional tunnel type furnace 34, the temperature gradually increases at the inlet end of the furnace, and thus the leading end of the sheet is subjected to higher temperatures. vées than the trailing end, which can lead to overbending of the leading portions of the sheet. To overcome this drawback, an additional strip 49 of heat absorbing mesh material can be mounted on the trestle 12 in a position adjacent to the shaping rail 26 on the leading end of the mold 11. Here
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also, the strip is placed outside the mold and in a plane substantially parallel to the shaping rail at the leading end of the mold.
As shown in Figure 5, the strip 49 extends between the rods 23 carrying the mold
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and is stamped in sot tXtï '<Mit4)) called for rods # This band 49 is carried out in the same way as the band 46 at the top of the grindstone and does not interfere with the tramp process ..
In an alternative construction, and in the event that as a result of the rate at which the mold moves through the furnace, sufficient heat absorption does not occur and the etching regions of the sheet do not occur. become overheated, a heat-absorbing member can be placed directly below the etching region of the glass sheet. To this end, as shown in FIG. 2, heat absorption means 50, comprising several rods 51 spaced apart from each other to allow a substantially free passage of the air coming from the blower heads 41 against the air. lower surface of the sheet, are fixed to each other and to the shaping rails 26 for example by welding, in order to obtain a unitary structure.
The rods 51 can be arranged in any design suitable for absorbing heat from the sheet of glass and the surrounding atmosphere as desired. Therefore, although a model is shown in Figure 2, it will be understood that the number of rods 51 used to perform the heat absorption function and their arrangement could differ while remaining within the spirit of the invention. the main consideration being that they are spaced a sufficient distance apart to allow a substantially free passage of the cooling air from the nozzles 44 of the blower heads 41 to strike the undersurface of the sheet.
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glass resting on the mold.
It is now understood that a bending apparatus constructed in accordance with the present invention overcomes the problems normally encountered with the use of conventional heating and cooling equipment used in the production of bent and tempered glass sheets.
Further, the present invention overcomes these problems by a simple and inexpensive construction which promotes uniform heating of the glass sheets, which is a factor in obtaining uniform bends and uniform tempering in the glass. sheet, and, at the same time, this apparatus is constructed so as not to interfere with the cooling of these sheets during the quenching process, thereby all regions of the sheet being cooled at a substantially the same rate, thereby is another factor in the production of uniformly toughened glass sheets * CLAIMS
1.
Apparatus for bending and tempering glass sheets, comprising an annular-type mold on which forming surfaces are formed, and adapted to support a sheet of glass to be bent in an inclined plane, characterized in relation to means absorbing the pressure. heat disposed adjacent but externally to a portion of said shaping surfaces.