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Appareil pour cintrer des lames de verre.
La présente invention se rapporte d'une manière générale aux appareils' ,pour cintrer ou courber des lames ou plaqués de verre 'et concerne plus particulièrement un moule à cin- trer destiné à produire des lames de verre courbées desti- nées à être utilisées comme pièces de vitrage de véhicules, ou analogues,'les parties marginales de ces lames étant n contrainte de, compression, ce qui leur confère une nature plus robuste .et les rend mieux' aptes à résister aux détério- rations dues.aux chocs ou coups.
La présente invention est basée sur l'aptitude du verre à subir des modifications physiques sous l'effet du chauffa. ge, suivi d'un refroidissement, à la suite de quoi des con- traintes internes se manifestent au sein d'un corps de ver- re ainsi traité. La nature des contrainte. partioulières qui apparaissent dans le corps du verre - c'est-à-dire, le
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fait, à savoir, si ces contraintes sont d'extension ou de compression - dépend de la vitesse avec laquelle le corps est refroidi à partir d'une température élevée. En contrô- lant la vitesse de refroidissement - ce qui constitue un pro- cédé généralemer.t dénommé "recuit" -, on peut par là même contrôler les contraintes qui en résultent dans le corps du verre.
Ainsi, en déterminant différentes phases de refroi- dissement, dans différentes zones du corps de verre, on a la possibilité de créer des zones en extension et en compres- sion localisées. Il va de soi que, aux températures norma- les, il existe dans le corps de verre,.pris dans son ensem- ble, un état de stabilité ou d'équilibre, où les contraintes d'extension et de compression s'équilibrent mutuellement.
En traitant les lames de verre appelées à être u,ili- odes dans la fabrication de pare-brise pour véhicules, ou analogues, on peut tirer parti de la caractéristique du ver- re décrite ci-dessus, pour établir, dans le verre, un spec- tre déterminé de contraintes localisées, ce spectre ayant .pour résultat un produit fini plus durable.
Plus exactement, et vu que les dégradations auxquelles les pare-brise ne vé- hicules son soumis pendant la manipulation, l'entreposage, . le transport et l'installation finale¯dans les carrosseries des véhicules se concentrent principalement sur les burds des lames de verre, le fait de mettre ces¯bards en compression - 6n augmentant ainsi leur rigidité mécanique et leur résis- tance à la fracture - a pour résultat un renforcement de la pièce de vitrage dans son ensemble.
D'une manière générale, la création de contraintes dans les lames de verre implique un procédé de traitement thermi- que, dans lequel les lames de verre sont portées à une tem-
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perature élevée au-dessus du point.à4ùFqfQyUV?%µi4hÀj' i4r* " "'f . * ' 1 ' , ;- "\J' ensuite refroidies à une vitesse éoIi...;,'".ji} f 5?
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une gamme de températures décroissantes, désignée en général par le terme de "gamme ou région de recuit". Les portions de la lame qui se refroidissent assez rapidement donnent lieu à des contraintes de compression; inversement, les por- tions du verre qui se refroidissent à une allure relative- ment lente donnent lieu à des contraintes d'extension.
Ain- si, de cette façon, on peut imprimer à la lame de verre un spectre déterminé de contraintes localisées, en contr8lant la vitesse de refroidissement des différentes zones de la lame.
Dans la fabrication de lames de verre cintrées, on chauf-. fe ces dernières, puis on les refroidit, alors qu'elles sont disposées sur un moule à courber, qui agit comme obstacle ou entrave locale en ce qui concerne la vitesse de refroi- dissement normale de certaines zones de la lame. A cet égard, il est de pratique courante, lors du cintrage de la- mes de verre, de porter celles-ci à une température corres- pondant au point de ramollissement du verre dans la zone de chauffage d'un four à cintrer, d'amener la lame à staffais- ser jusque sur la surface de support ou de profilage du mou- le et à permettre ensuite au verre de se refroidir ou subir une recuisson, dans une zone contrôlée à température gra- duellement décroissante, cependant que la lame de verre est encore supportée par la surface de façonnage du moule.
Pendant la phase de centrage, le moule absorbe de la. chaleur à partir du four et, pendant la phase de recuisson, ette chaleur résiduelle retarde le refroidissement des zones de la lame situées au-dessus de la/surface de façonnage, de sor- te que ces zones sont placées en extension, C< mo, ainsi qu'il a été indiqué plus haut, les contraintes qui se mani- festent dans une lame de verre aux températures normales sont en équilibre, la contrainte d'extension qui s'exerce
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dans les zones de la lama précitée, situées au-dessus de la surface de façonnage, est compensée par une contrainte de compression dans les zones voisines.
Partant de ce qui pré- cède, on conçoit qu'en réglant la disposition de la lame de verre par rapport à la surface de profilage du moule, on @ peut imprimer une allure déterminée à l'orientation de la contrainte localisée. Ainsi, à cet égard, la contrainte de compression désirée peut être imprimée aux bords d'une lame de verre cintrée, en plaçant ces bords dans une position telle par rapport au moule qu'ils puissent se refroidir avec une rapidité relativement élevée et être placés ainsi en compression.
On conçoit qe la rigidité mécanique des bords de la lame de verre dépend de l'importance de la contrainte de compression, laquelle dépend à son tour de l'importance de la. contrainte d'extension qutelle compense. Il s'ensuit qu'un objet important de la présente invention est d'augmen- ter la rigidité mécanique des lames de verre telles que spé- cifiées plus haut, en augmentant l'importance de la contrain- te de compression imprimée aux bords de la lame.
La présente invention vise en outre à établir un appa- reil de cintrage perfectionné, pouvant fonctionner en vue d'atteindre le but visé ci-dessus.
L'invention a en outre pour objet d'établir un moule de cintrage appelé à appliquer une contrainte d'extension plus élevée à la lame de façon qu'il en résulte une con- trainte de compression plus importante que dans les parties marginales des lames.
La présente invention se propose en outre d'accroître la contrainte d'extension globale dans des zones déterminées de la lame de verre, tout en maintenant l'intensité de la contrainte ou l'effort unitaire, en extension à une valeur
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relativement peu élevé%.
Dans les dessins annexés :
La fige 1 est une vuen plan du moule de cintrage réa- lisa suivant les particularités inédites de la présente in- vention.
La fige 2 est une vue en coupe prise le long de la li- gne 2-2 de la fige 1.
La fig. 3 est une vue partielle en coupe, prise le long de la ligne 3-3 de{La fige 2.
La fig. 4 est une vue analogue à celle de la tige l, et où l'on voit une forme de réalisation de variante de l'in- vention; et
La fig. 5 est ure vue en coupe prise 'le long de la li- gne 5-5 de la fig. 4.
Suivant la présente invention, il est prévu un appareil pour courber des lames de verre découpées au gabarit, cet appareil comprenant un moule de cintrage du type périphéri- que ou moule-cadre, pourvu, d'un rail de façonnage, dont ld tracé en élévation et le contour correspondent à ceux de la lame de verre découpée au gabarit, qui est appelée à être cintrée, le bord supérieur de ce rail de façonnage étant pour- vu d'une surface de profilage, ce rail de façonnage ayant des ;
dimensions plus petites que celles de la lame c.e verre, de façon à supporter. cette dernière le long d'un périmètre si- tué intérieurement par rapport aux bords de cette lame, ca- ractérisé par un élément de retenue de chaleur disposé à pro- ximité immédiate du rail de façonnage susdit, et s'étendait intérieurement par rapport à celui-ci, tout en étant espadé vers le bas par rapport à la surface de profilage,de ce rail, ; de façon à se situer au-dessous d'une portion d'une aurfade principale d'une lame de verre disposée sur ce moule, aindi que par un dispositif pour supporter l'élément de retenue
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de chaleur ci-dessus dans .la position susindiquée par rap- port au rail de façonnage susdit.
Aux fins d'illustration, la présente invention est mise en évidence dans les dessins annexés, telle qu'elle est ap- pliquée dans un appareil de cintrage 10 du type employé ha- bituellement dans la production de lames de verre courbées pour les pièces de vitrage de véhicules automobiles, telles que les pare-brise, ou analogues.
L'appareil de cintrage 10 comprend un berceau ou base de support 11, sur lequel est
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monté un mouler du type dit "périphérique rigide", à l'ai- de de montants verticaux 13. Le :moule 12 comprend un rail de. faÅaonnage continu 14, relativement étroit,, généralement -en métal, conformé.de manière à constituer un cadre fermé, ce rail étant entretoisé au moyen de barres 15 placées en travers du moule et fixées au rail de façonnage. Une surfa- ce de profilage 16, qui présente, en élévation, un contour correspondant à la courbure suivant laquelle les lames de verre sont appelées à être cintrées, est prévue sur la face du rail tournée vers le haut.
Le contour de la surface de profilage est conforme à celui de la lame découpée au gabarit et courbée, mais présente des dimensions moindres, tant dans le sens longitudinal que dans le sens transversal, de orte que les parties marginales de la lame courbée qui rep sent sur la surface de profilage s'avancent au-delà du moule et ne sont pas en contact avec celui-ci (fig. 3).
Les pare-brise de véhicules sont généralement constitués en verre de sécurité laminé ou sandwich, qui comprend deux lames de verre, entre lesquelles est interposée une couche d'une matière thernoplastique,telle qu'une résine butyral de polyvinyle, ou analogue, le tout étant uni sous l'action de la chaleur et de la pression, pour constituer un élément com- posite transparent. Dans de tels cas, il est de pratique
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courants de courber les deux lames de verre simultanément, c'est-à-dire deux à deux, en plaçant les lames planes à couber de telle façon qu'elles se superposent l'une à l'au- tre sur la surface de profilage du moule, comme indiqué très clairement dans la fig 3.
Il convient de noter cependant que les modes opératoires visant à produire des pare-brise . laminés ne sont représentés et décrits ici qu'à titre indi- catif seulement, et la présente invention, telle que définie ici, n'est pas censée être limitée de façon quelconque à ces modes opératoires. On remarquera en outre.que le mode de- construction du moule de cintrage est, quant à lui, dicté par les courbures à réaliser, de orte qu'il n'a aucune in- cidence sur l'invention.
A cet égard, il convient de remar- quer que les lames de verre sont généralement cintrées sui- vant des courbures relativement peu profondes sur les moules à cadre rigide, tels que représentés ici, tandis que pour cintrer des lames de verre suivant des courbures relative- ment prononcées, on emploie généralement des moules dits "articulés", quicomportent un certain nombre de secteurs ar- ticulés les uns aux autres.
Conformément à une méthode, généralement adoptée dans l'industrie, pour la production'de lames de verre profilées, on place deux lames de verre planes, appelées à être courbées, sur la surface de profilage 16 du moule, lequel est ensuite amené à traverser un four de cintrage destiné à élever la température des lames jusqu'au point de ramollissement du verre, après quoi les lames s'affaissent sous l'action de la pesanteur, de façon à entrer en contact avec la urface de façonnage courbe. Lorsque les lames ont été ainsi cintrées suivant la courbure désirée, on fait passer les moules à travers une zone de recuisson, dans laquelle la température du verre diminue graduellement d'une façon contrôlée, jusqu'à
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un point inférieur à la gamme de rocsµ*%on du verre.
Ainsi qu'il a été dit pius haut, la chaleur résiduelle, conservée par le moule après que celui-ci a quitté la zone de cintrage du four, réduit, au cours du processus de recuis- son, la vitesse de refroidissement des portions de la lame qui reposent sur la surface de profilage, de sorte que ces zo- nes sont placées en extension. Cet effort de traction est compensé par l'effort de compression engendré dans les zones de la lame qui s'avancent au-delà du rail de façonnage et qui, par conséquent, ne sont pas influencées par la chaleur con- servée par le moule, ce qui leur permet de se refroidir à une vitesse normale.
Partant de ce qui précède, on conçoit que, pour augmen- ter l'intensité de la contrainte de compression dans les par- ties marginales de la lame - ce qui a pour effet d'augnenter les qualités de rigidité mécanique et de résistance à la frac- ture, de ces portions - il est nécessaire d'augmenter la va- leur des efforts de traction créés dans les lames de verre.
-On a cependant constaté que des contraintes de traction de grande intensité affaiblissent le verre et le rendent moins résistant à la fracture.
Pour augmenter la rigidité mécanique des portions margi- nales des lames de verre par une élévation des contraintes de compression créées dans ces portions, sans pour cela af- faiblir la lame, la présente invention propose d'engendrer une contrainte de traction ou d'extension totale plus élevée, avec une contrainte unitaire ou intensité comparativement ré- duite, laquelle sera compensée par une intensité ou tension de compression élevée dans les parties marginales des lames.
A cette fin, et conformément à l'invention, un élément de re. tenue ou de conservation de chaleur 17 est prévu inté- rieurement par rapport au rail do façonnage 14, dans le but
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de réduire la vitesse de refroidissement d'une plus grande zone des lames, créant ainsi une contrainte en extension plus élevée dans cette zone, extension qui sera évidemment compensée par une contrainte de compression de grande,inten- sité dans la portion en porte-à-faux relativement étroite, des lames de verre.
Pour maintenir l'intensité de la con- trainte d'extension à une valeur relativement peu élevée. on donne une épaisseur relativement réduite à la surface de pro- filage 16, qui est en contact direct avec les lames de verre, et l'on munit le rail de façonnage 14'de trous 18 dans le but de réduire sa masse, ce qui a pour effet de réduire la quantité de chaleur'que ce rail absorbe et conserve.
L'élément de retenue de chaleur 17 se dirige vers l'in- térieur à partir du rail de façonnage 14 et est espacé vers le bas par rapport aux lames de verra reposant sur la surfa- ce de profilage 16 tout en demeurant à une distance relati- vement réduite de ces lames, cette disposition ayant pour effet de réduira l'influence de l'élément de retenue de cha- leur sur les 'zones des lames de verre qui le surplombent.
De cette façon, et bien qu'une contrainte de traction soit engendrée dans la totalité de la zone des lames de verre su- perposée .au rail de façonnage, cette contrainte est d'une intensité relativement réduite et n'affecte pas défavorable- ment les qualités de rigidité mécanique des lames. comme le rail de façonnage 14 possède lui-même une masse relative- ment réduite,'l'intensité des contraintes engendrées dans cet élément demeure dans des limites acceptables.
La con- trainte totale appliquée aux lames par le rail de façonnage 14 et l'élément de retenue de chaleur 17 est compensée par une contrainte de compression d'une intensité comparative- ment élevée, qui s'exerce dans les zones, moins étendues, concentrées autour des parties marginales des lames.
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L'élément de retenue de chaleur 17 peut être établi en diverses matières ayant l'aptitude d'absorber la chaleur lorsque le moule traverse le four et 'de rayonner cette cha- leur vers les lames de verre pendant le processus de recuis- ,on en vue de réduire la vitesse de refroidissement des por- tions des laraes situées au-dessus de cet élément. Dans la présente invention, on emploie à cet.effet une feuille d'un matériau perforé, par exemple un écran métallique 19, ou ana- logue, qui possède des propriétés d'absorption et de conser- vation de chaleur moins accentuées que le rail de façonnage.
Des éléments 20 sont prévus pour supporter l'écran 19 sur le rail de façonnage 14 au-dessous de la surface de profilage 16, cet écran s'étendant vers l'intérieur, à partir du rail, vers le centra du moule.
Il suffit de disposer l'élément 'de retenue de chaleur en regard des portions des lames où on désire augmenter l'in- tensité de la contrainte de compression dans les parties mar- ginales; cependant, dans le mode de réalisation représenté, l'élément de retenue de chaleur s'étend autour de la totali- té du rail de façonnage et, de cette 'façon, sert à imprimer une contrainte de compression d'une intensité relatirement élevée le long de la totalité des portions marginales des lames.
Comme indiqué de façon particulièrement claire dans la fig. 3, le système 20, qui supporte 1''élément ou écrin de re- tenue de chaleur 19 sur le rail de façonnage 14, comprend une barre 21 qui fait le tour du moule, intérieurement par rapport au rail de façonnage 14, au-dessous de la surface de façonnage 16. La barre 21 est portée par des supports vertî- caux 22, fixés aux entretoises 15 qui s'étendent en travers du moule, à l'intérieur du rail de façonnage 14.
Des éléments ' d'espacement 23, disposés entre la barre 21 et le rail de
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façonnage, et dont les extrémités opposées sont fixées à ces deux éléments, sont prévus en des.points espacés sur le pour- tour du moule, dans le but d'assujettir cette barre à la dis- tance voulue par rapport au rail. L'écran ou crible 19 re- pose sur la barre 21 et est fixé dans la position voulue, par exemple au moyen de fils métalliques, ou analogues, par lequel l'écran est lié aux éléments d'espacement 23.
Les dimensions de l'élément de conservation de chaleur 17 sont déterminées par les caractéristiques d'absorption de chaleur tant du rail de façonnage 16 que de l'élément de conservation de chaleur lui-même, ainsi que par le degré de la contrainte d'extension totale désirée, facteurs qui, com- me indiqué plus haut, déterminent 1'intensité de la contrain- te de compression appliquée aux parties marginales des la- mes. Lorsque, comme dans le mode de réalisation représenté, on fait appel à un matériau formant tamis ou crible métalli- que, on peut ajouter des couches supplémentaires de ce maté- riau, afin d'augmenter la quantité de chaleur absorbée et conservée par cet élément.
On a constaté que toute transition brusque dans le sché- ma de contraintes locales, dans la lame de verre, a pour/ré- sultat des zones nettement définies, soumises 4 des contrain- tes de haute intensité. Ainsi, une lizne de démarcation en- tre zones soumises à une contrainte d'extension et zones souminses a une contrainte de compression, ou ne subissant aucune contrainte, est elle-même soumise à une contrainte d'extension de haute intensité, ce qui donne lieu à l'appa. rition d'une ligne de moindre résistnace à la fracture, de sorte que la lama est plus exposée aux détériora fons à la suite de divers chocs thermiques et physiques, auxquels elle eau bouminse pendant sa durée d'utilisation.
Dans la mode de réalisation représenté, la line de démarcation, qui sé-
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pare les parties marginales de la lame de verre soumises à une contrainte de compression d'avec les zones qui s'étendent au-delà du rail de façonnage et de l'élément de conservation de chaleur et qui sont soumises à une contrainte d'extension est recouverte lorsque la pièce finie est montée; d'autre part, les éléments qui servent à ce montage offrent une pro- tection mécanique à la région en question, de sorte que la contrainte en extension de haute intensité, qui se manifeste le long de la ligne de séparation, n'a que peu d'importance ou pas du tout.
Toutefois, la ligne qui sépare les zones de la lame qui surplombent l'élément de conservation de cha- leur d'avec celles situées intérieurement par rapport à cet élément, est situé en dedans de la grande zone de vision de la lame et, de cette façon, n'est protégée d'aucune manière.
Pour prévenir l'affaiblissement du verre dans cette partie de la lama, on évite des transitions brusques du schéma élasticimétrique, en atténuant ou dégradant la contrainte d'extension dans le sens allant vers les zones intérieures de la lame. En substance, la dégradation de la contrainte d'extension, qui s'étend jusque dans les zones situées dans la partie centrale des lames, est obtenue en faisant en sor- te que les portions des lames situées intérieurement par rapport au rail de façonnage se refroidissent à une allure progressivement croissante à mesure qu'on s'éloigne de ce rail en direction du centre des lames.
Suivant une autre/particularité de la présente invention, les contraintes d'oxtension vont en s'atténuant vers les parties centrales des lames grâce à l'inclinaison de l'élé- ment de retenue de chaleur 17 vers le bas et vers l'inté- rieur du rail do façonnage 14. L'élément de conservation de chaleur peut s'incliner progressivement vers le bas, de- ,puis le rail de façonnage, en direction du centre du moule}
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cependant, l'élément de conservation de ;
haleur représenté ici comprend une partie 25 qui est orientée vers l'intérieur à partir}du rail de façonnage et est sensiblement parallèle à la face inférieure des lames de verre disposées sur le moule, tandis qu'une partie inclinée 26 se raccorde au bord intérieur de la première partie et est orientée obliquement vers le bas, en s'écartant des lames de verre.
De cette fa0 çon, l'effet de la chaleur résiduelle conservée par l'élément de retenue de 'chaleur va en diminuant progressivement de l'extérieur vers l'intérieur, le long d'une partie oblique de cet élément, ce qui a.pour résultat de réduire progressi- vement l'importance de la contrainte d'extension qui se ma- nièste dans les lames et d'empêcher la formation d'une li- gne de Réparation natte entre les zones des lames qui se trou- vent sous une contrainte d'extension et celles qui sont sou- mises à une contrainte de compression ou ne sont soumises à aucune contrainte.
Une variante de l'invention est représentée dans les figs. 4 et 5).où l'élément de retenue de chaleur 27 règne sur toute l'étendue du moule,de manière à se trouver sous la totalité de la superficie des lames de verre 28, à l'inté- rieur du périmètre du rail de façonnage 14 du moule. L'élé- ment de conservation de chaleur 27 est établi de manière à retenir une plus grande quantité de chaleur dans des zones déterminées, au voisinage du rail de façonnage, en vue de réduire la vitesse de refroidissement des portions des laines qui sont situées au-dessous de ces zones, ce qui a pour ré- sultat de mettre en extension ces portions des lames.
A cotte fin, un-élément continur, tel que l'écran ou crible mé- tallique 29 représenté, s'étend longitudinalement et trans- versalement en travers du moule, à l'intérieur du pérmètre du rail de façonnage, cet écran étant supporté au-dessous
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do la surface de façonnage du moule à l'aide de barres hori- zontales 30 fixées au rail de façonnage. Une bande ou lame continue 31, également constituée en un matériau formant cri- ble Métallique, et qui présente la largeur désirée, repose sur le crible 29, proximité immédiate du rail de façonnage, et se dirige vers l'intérieur à partir de ce rail.
Lorsque les lames de verre sont disposées sur.le moule de la manière décrite ci-dessus, la double épaisseur de l'élément perforé ou crible retient plus de chaleur que la simple épaisseur etfavorisa ainsi la diminution de la vitesse de refroidis- sement des sones de la lame de verre qui forment une bande fermée au voisinage du rail de façonnage et qui s'étendent vers l'intérieur à partir de ce rail, - de sorte qu'il se ma- nifeste une contrainte d'extension dans ces zones. !.'écran complet 29 produit une dégradation de la contrainte d'exten- sion vers le centre du moule, pour empêcher la formation d'une ligne de séparation nette dans le spectre de tensions locales des lames de verre.
On conçoit quo la présence d'un élément de conservation de chaleur à l'intérieur du périmètre du rail de façonnage du moule, conformément à la présente invention, a pour ré- sultat qu'une contrainte d'extension totale plus impcrtante est appliquée à la lame, cette contrainte étant cependant d'une intensité relativement peu élevée, de sorte qu'elle n'affecte pas défavorablement le pare-brise fini. Cette contrainte d'extension globale, plus grande, est compensée par une bande relativement étroite d'une contrainte de com- pression d'une intensité relativement élevée, bande qui fait le tour des bords périphériques du pare-brise fini.
Comme la rigidité mécanique du verre, c'est-à-dire son aptitude à résister à la fracture, lorsqu'il est soumis à des coups ou des chocs thermiques, est en corrélation avec l'irtensité
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de la contrainte de compression qui se manifesta dans le verre, on renforce les zones du pare-brise sur lesquelles ' de telles violences se manifestent le plus, de sorte que le pare-brise), dans son ensemble, devient plus robuste et ré- siste mieux à la fracture.
REVENDICATIONS ,
1 Appareil-pour courber des lames de verre découpées au gabarit, cet appareil comprenant un moule de cintrage du type périphérique ou moule-cadre, pourvu d'un rail de façon- nage, dont le tracé en élévation et le contour correspondent à ceux de la lame de verre découpée au gabarit, qui est ap- pelée à êre cintrée, le bord supérieur de ce rail de façon- nage ayant des dimensions plus petites que celles de la la- me de verre, de façon à supporter cette dernière le long d'un périmètre situé intérieurement par rapport aux bords de cet- te lame, caractérisé par un élément de retenue de chaleur disposé à proximité immédiate du rail de façonnage susdit, et s'étendant intérieurement par rapport à celui-ci, tout en étant espacé vers le bas par rapport à la surface de pro- filage de ce rail,
de façon à se situer'au-dessous d'une portion d'une surface principale d'une lame de verre dispo- sée sur ce moule, ainsi que par un dispositif pour supporter l'élément de retenue de chaleur ci-dessus dans,la position susindiquée par rapport au rail de façonnage susdit.
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Apparatus for bending glass slides.
The present invention relates generally to apparatus for bending or bending glass plates or plates, and more particularly relates to a bending mold for producing curved glass plates for use as. glazing parts for vehicles, or the like, the marginal portions of these blades being compressively stressed, which gives them a more robust nature and makes them better able to withstand damage from impact or blows. .
The present invention is based on the ability of glass to undergo physical changes under the effect of heating. ge, followed by cooling, following which internal stresses appear within a glass body thus treated. The nature of the constraints. partials that appear in the body of the glass - that is, the
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fact, namely, whether these stresses are extension or compression - depends on the speed with which the body is cooled from a high temperature. By controlling the rate of cooling - which constitutes a process generally referred to as "annealing" - one can thereby control the resulting stresses in the body of the glass.
Thus, by determining different cooling phases, in different zones of the body of glass, it is possible to create zones in localized extension and compression. It goes without saying that, at normal temperatures, there exists in the body of glass, taken as a whole, a state of stability or equilibrium, in which the extension and compression stresses balance each other out. .
By processing the glass slides called to be u, ili- odes in the manufacture of windshields for vehicles, or the like, one can take advantage of the characteristic of the glass described above to establish, in the glass, a determined spectrum of localized stresses, this spectrum resulting in a more durable finished product.
More exactly, and given that the damage to which the windshields are not subjected during handling, storage,. transport and final installation ans in vehicle bodies mainly focus on the burds of the glass plates, the fact of putting these ¯ sides in compression - 6n thus increasing their mechanical rigidity and their resistance to fracture - a as a result a reinforcement of the glazing piece as a whole.
Generally speaking, the creation of stresses in the glass slides involves a heat treatment process, in which the glass slides are brought to a temperature.
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perature raised above the point.à4ùFqfQyUV?% µi4hÀj 'i4r * ""' f. * '1',; - "\ J 'then cooled to eoIi ...;,'". Ji} f 5?
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a range of decreasing temperatures, generally referred to as the "annealing range or region". The portions of the blade which cool fairly quickly give rise to compressive stresses; conversely, the portions of the glass which cool at a relatively slow rate give rise to extension constraints.
Thus, in this way, it is possible to impart to the glass slide a determined spectrum of localized stresses, by controlling the rate of cooling of the different zones of the slide.
In the manufacture of curved glass slides, we heat. The latter are then cooled, while they are placed on a bending mold, which acts as a local obstacle or hindrance with regard to the normal cooling rate of certain areas of the blade. In this connection, it is common practice, when bending glass blades, to bring them to a temperature corresponding to the softening point of the glass in the heating zone of a bending furnace, d '' bring the blade to staffize to the support or profiling surface of the mold and then allow the glass to cool or undergo annealing, in a controlled area at gradually decreasing temperature, while the blade glass is still supported by the shaping surface of the mold.
During the centering phase, the mold absorbs. heat from the furnace and, during the annealing phase, this residual heat retards the cooling of the areas of the blade located above the shaping surface, so that these areas are placed in extension, C <mo , as was indicated above, the stresses which occur in a glass slide at normal temperatures are in equilibrium, the extension stress which is exerted
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in the areas of the aforementioned lamina, located above the shaping surface, is compensated by a compressive stress in the neighboring areas.
On the basis of the foregoing, it can be seen that by adjusting the arrangement of the glass slide relative to the profiling surface of the mold, it is possible to impart a determined appearance to the orientation of the localized stress. Thus, in this regard, the desired compressive stress can be imparted to the edges of a bent glass slide, by placing these edges in such a position relative to the mold that they can cool with relatively high speed and be placed. thus in compression.
It is understood that the mechanical rigidity of the edges of the glass slide depends on the magnitude of the compressive stress, which in turn depends on the magnitude of the. extension constraint which it compensates. It follows that an important object of the present invention is to increase the mechanical rigidity of the glass slides as specified above, by increasing the magnitude of the compressive stress imparted to the edges of the glass. the blade.
The present invention further aims to provide an improved bending apparatus which can be operated with a view to achieving the above object.
A further object of the invention is to establish a bending mold which is to apply a higher extension stress to the blade so that a greater compressive stress results than in the marginal parts of the blades. .
The present invention further proposes to increase the overall extension stress in determined zones of the glass slide, while maintaining the intensity of the stress or the unit force, in extension at a value.
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relatively low%.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a plan view of the bending mold produced according to the novel features of the present invention.
Fig 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Fig 1.
Fig. 3 is a partial sectional view, taken along line 3-3 of {Fig 2.
Fig. 4 is a view similar to that of the rod 1, and showing a variant embodiment of the invention; and
Fig. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 4.
According to the present invention, there is provided an apparatus for bending glass plates cut to the template, this apparatus comprising a bending mold of the peripheral type or frame mold, provided with a shaping rail, whose ld traced in elevation and contour correspond to those of the glass slide cut to the template, which is called to be bent, the upper edge of this shaping rail being provided with a profiling surface, this shaping rail having;
dimensions smaller than those of the glass slide, so as to support. the latter along a perimeter located inwardly with respect to the edges of this blade, charac- terized by a heat retaining element disposed in immediate proximity to the aforesaid shaping rail, and extended inwardly with respect to the latter, while being espaded downwards with respect to the profiling surface, of this rail; so as to be located below a portion of a main aurfade of a glass slide arranged on this mold, as well as by a device for supporting the retaining element
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above heat in the above position with respect to the aforesaid shaping rail.
For purposes of illustration, the present invention is made clear in the accompanying drawings, as applied in a bending apparatus 10 of the type commonly employed in the production of bent glass slides for workpieces. glazing for motor vehicles, such as windshields, or the like.
The bending apparatus 10 comprises a cradle or support base 11, on which is
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mounted a mold of the type called "rigid peripheral", with the aid of vertical uprights 13. The: mold 12 comprises a rail. continuous shaping 14, relatively narrow ,, generally -in metal, conformé.de so as to constitute a closed frame, this rail being braced by means of bars 15 placed across the mold and fixed to the shaping rail. A profiling surface 16, which has, in elevation, a contour corresponding to the curvature according to which the glass plates are called to be bent, is provided on the face of the rail facing upwards.
The contour of the profiling surface conforms to that of the die-cut and curved blade, but has smaller dimensions, both longitudinally and transversely, so that the marginal portions of the curved blade which rep feels on the profiling surface protrude beyond the mold and are not in contact with it (fig. 3).
Vehicle windshields are generally made of laminated or sandwich safety glass, which comprises two glass blades, between which is interposed a layer of a thernoplastic material, such as polyvinyl butyral resin, or the like, the whole being united under the action of heat and pressure, to form a transparent composite element. In such cases, it is convenient
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currents of bending the two glass plates simultaneously, that is to say two by two, by placing the flat plates to be bent in such a way that they are superimposed on each other on the profiling surface of the mold, as shown very clearly in fig 3.
It should be noted however that the procedures aimed at producing windshields. Laminates are shown and described herein for illustrative purposes only, and the present invention, as defined herein, is not intended to be limited in any way to these procedures. It will further be noted that the method of construction of the bending mold is, for its part, dictated by the curvatures to be produced, so that it has no effect on the invention.
In this regard, it should be noted that glass slides are generally bent along relatively shallow curvatures on rigid frame molds, as shown here, while for bending glass slides along relative curvatures. - pronounced, one generally employs so-called "articulated" molds, which comprise a certain number of sectors articulated to each other.
According to a method, generally adopted in industry, for the production of profiled glass slides, two flat glass slides, called to be bent, are placed on the profiling surface 16 of the mold, which is then passed through. a bending furnace for raising the temperature of the blades to the softening point of the glass, after which the blades collapse under the action of gravity, so as to come into contact with the curved shaping surface. When the blades have been thus bent to the desired curvature, the molds are passed through an annealing zone, in which the temperature of the glass gradually decreases in a controlled manner, to
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a point below the rocsµ *% on range of the glass.
As has been said above, the residual heat, retained by the mold after it has left the bending zone of the furnace, reduces, during the annealing process, the rate of cooling of the portions of the mold. the blade which rest on the profiling surface, so that these zones are placed in extension. This tensile force is compensated by the compressive force generated in the areas of the blade which protrude beyond the shaping rail and which, consequently, are not influenced by the heat retained by the mold, which allows them to cool down at a normal rate.
On the basis of the above, it is understood that, in order to increase the intensity of the compressive stress in the marginal parts of the blade - which has the effect of increasing the qualities of mechanical rigidity and resistance to stress. fracture of these portions - it is necessary to increase the value of the tensile forces created in the glass plates.
-However, it has been found that tensile stresses of great intensity weaken the glass and make it less resistant to fracture.
To increase the mechanical rigidity of the marginal portions of the glass plates by increasing the compressive stresses created in these portions, without thereby weakening the blade, the present invention proposes to generate a tensile or extension stress. higher total, with a unit stress or comparatively reduced intensity, which will be compensated by a high compression intensity or tension in the marginal parts of the blades.
To this end, and in accordance with the invention, an element of re. heat retention or retention 17 is provided internally with respect to the shaping rail 14, for the purpose of
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to reduce the cooling rate of a larger area of the blades, thus creating a higher extension stress in this area, an extension which will obviously be compensated by a high compressive stress, intensity in the door-to-door portion. - Relatively narrow scythe, glass slides.
To keep the intensity of the extension stress relatively low. a relatively reduced thickness is given to the profiling surface 16, which is in direct contact with the glass slides, and the forming rail 14 'is provided with holes 18 in order to reduce its mass, which has the effect of reducing the amount of heat that this rail absorbs and retains.
The heat retaining element 17 runs inward from the forming rail 14 and is spaced downwardly from the glass blades resting on the profiling surface 16 while remaining at a distance. The relatively small size of these slats, this arrangement having the effect of reducing the influence of the heat retaining element on the areas of the glass slats which overhang it.
In this way, and although a tensile stress is generated in the entire area of the glass plates superimposed on the forming rail, this stress is of relatively reduced intensity and does not adversely affect the qualities of mechanical rigidity of the blades. since the forming rail 14 itself has a relatively reduced mass, the intensity of the stresses generated in this element remains within acceptable limits.
The total stress applied to the blades by the shaping rail 14 and the heat retaining element 17 is compensated by a compressive stress of comparatively high intensity, which is exerted in the less extensive areas. concentrated around the marginal parts of the blades.
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The heat retaining element 17 can be made of various materials having the ability to absorb heat as the mold passes through the furnace and radiate that heat to the glass slides during the annealing process. with a view to reducing the cooling rate of the portions of the laraes situated above this element. In the present invention, a sheet of perforated material, for example a metal screen 19, or the like, which has less pronounced heat absorption and retention properties than the rail is employed for this purpose. shaping.
Elements 20 are provided to support the screen 19 on the forming rail 14 below the profiling surface 16, this screen extending inwardly from the rail towards the center of the mold.
It suffices to position the heat retaining element opposite the portions of the blades where it is desired to increase the intensity of the compressive stress in the marginal portions; however, in the illustrated embodiment the heat retaining member extends around the entire forming rail and thereby serves to impart a compressive stress of relatively high intensity. along all of the marginal portions of the blades.
As shown particularly clearly in fig. 3, the system 20, which supports the heat retaining element or case 19 on the forming rail 14, comprises a bar 21 which surrounds the mold, internally of the forming rail 14, at the same time. below the forming surface 16. The bar 21 is carried by vertical supports 22, attached to the struts 15 which extend across the mold, inside the forming rail 14.
Spacer elements 23, arranged between the bar 21 and the
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forming, and the opposite ends of which are fixed to these two elements, are provided at spaced points on the periphery of the mold, with the aim of securing this bar at the desired distance from the rail. The screen or screen 19 rests on the bar 21 and is fixed in the desired position, for example by means of metal wires, or the like, by which the screen is linked to the spacers 23.
The dimensions of the heat preservation element 17 are determined by the heat absorption characteristics of both the forming rail 16 and the heat preservation element itself, as well as the degree of stress. total desired extension, factors which, as indicated above, determine the intensity of the compressive stress applied to the marginal portions of the leaves. When, as in the illustrated embodiment, a sieve or metal screen material is used, additional layers of this material can be added to increase the amount of heat absorbed and retained by this element. .
It has been found that any abrupt transition in the local stress pattern in the glass slide results in sharply defined areas subjected to high intensity stresses. Thus, a boundary line between zones subjected to an extension stress and zones subjected to a compressive stress, or not undergoing any stress, is itself subjected to a high intensity extension stress, which gives place at the appa. rition of a line of less resistance to fracture, so that the llama is more exposed to deterioration as a result of various thermal and physical shocks, to which it boils during its life of use.
In the embodiment shown, the demarcation line, which separates
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shields marginal portions of the glass slide subjected to compressive stress from areas which extend beyond the forming rail and heat retaining element and which are subjected to extension stress is covered when the finished part is mounted; on the other hand, the elements which serve for this assembly offer mechanical protection to the region in question, so that the stress in extension of high intensity, which manifests itself along the separation line, has only little or no importance.
However, the line which separates the areas of the blade which overhang the heat retaining element from those located internally in relation to this element, is located within the large viewing area of the blade and, of this way is not protected in any way.
To prevent the weakening of the glass in this part of the lama, abrupt transitions of the elasticimetric pattern are avoided, by attenuating or degrading the extension stress in the direction going towards the interior zones of the blade. In essence, the degradation of the extension stress, which extends to the areas located in the central part of the blades, is obtained by ensuring that the portions of the blades located internally with respect to the forming rail cool at a progressively increasing rate as one moves away from this rail towards the center of the blades.
According to another / particularity of the present invention, the oxtension stresses go down towards the central parts of the blades thanks to the inclination of the heat retaining element 17 downwards and inwards. - inside of the shaping rail 14. The heat retaining element can gradually tilt downward, from-, then the shaping rail, towards the center of the mold}
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however, the element of conservation of;
The hauler shown here comprises a portion 25 which faces inward from the shaping rail and is substantially parallel to the underside of the glass slides disposed on the mold, while an inclined portion 26 connects to the inner edge of the first part and is oriented obliquely downwards, away from the glass slides.
In this way, the effect of the residual heat retained by the heat retaining element is gradually decreasing from the outside to the inside, along an oblique part of this element, which has. as a result of progressively reducing the magnitude of the extension stress which maneuvers in the blades and preventing the formation of a mat repair line between the areas of the blades which lie beneath. extension stress and those which are subjected to compressive stress or not subjected to any stress.
A variant of the invention is shown in figs. 4 and 5), where the heat retaining element 27 prevails over the entire extent of the mold, so as to lie under the entire surface of the glass plates 28, within the perimeter of the rail shaping 14 of the mold. The heat retaining element 27 is set up so as to retain a greater quantity of heat in determined zones, in the vicinity of the forming rail, in order to reduce the rate of cooling of the portions of the wool which are situated at the bottom. below these zones, which has the result of extending these portions of the blades.
At the end, a continuous element, such as the screen or metal screen 29 shown, extends longitudinally and transversely across the mold, inside the permeter of the forming rail, this screen being supported. below
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do the shaping surface of the mold using horizontal bars 30 attached to the shaping rail. A continuous strip or blade 31, also made of a material forming a Metallic screen, and which has the desired width, rests on the screen 29, in the immediate vicinity of the forming rail, and runs inwards from this rail. .
When the glass slides are placed on the mold in the manner described above, the double thickness of the perforated element or screen retains more heat than the single thickness and thus promotes a decrease in the rate of cooling of the sones. of the glass slide which form a closed band in the vicinity of the shaping rail and which extend inwardly from this rail, - so that an extension stress is manifested in these areas. The entire screen 29 degrades the extension stress towards the center of the mold, to prevent the formation of a sharp separation line in the local stress spectrum of the glass slides.
It will be appreciated that the presence of a heat retaining element within the perimeter of the mold forming rail, in accordance with the present invention, results in a greater total extension stress being applied to the mold. the blade, this stress being however of a relatively low intensity, so that it does not adversely affect the finished windshield. This larger overall extension stress is compensated by a relatively narrow band of a relatively high intensity compressive stress which wraps around the peripheral edges of the finished windshield.
Since the mechanical rigidity of glass, i.e. its ability to resist fracture, when subjected to blows or thermal shocks, correlates with the irtensity
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of the compressive stress which is manifested in the glass, the areas of the windshield on which 'such violence is most manifested are reinforced, so that the windshield as a whole becomes more robust and re- sits better against the fracture.
CLAIMS,
1 Apparatus for bending glass plates cut to the template, this apparatus comprising a bending mold of the peripheral type or frame mold, provided with a shaping rail, the outline of which in elevation and the contour correspond to those of the glass slide cut to the template, which is called to be bent, the upper edge of this shaping rail having dimensions smaller than those of the glass blade, so as to support the latter along of a perimeter located internally with respect to the edges of this blade, characterized by a heat retaining element arranged in the immediate vicinity of the aforesaid shaping rail, and extending internally relative thereto, while being spaced apart downwards with respect to the profile surface of this rail,
so as to lie below a portion of a major surface of a glass slide disposed on this mold, as well as by a device for supporting the above heat retaining element in, the aforementioned position relative to the aforementioned shaping rail.