Procédé pour cintrer une feuille de verre et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un pro cédé pour cintrer une feuille de verre, telle que par exemple un pare-brise pour automobiles, dans lequel la feuille est d'abord soutenue, dans sa partie médiane, par un moule de cintrage et est ensuite chauffée à la température de cintrage.
Suivant l'invention, ce procédé est carac térisé en ce qu'on chauffe uniformément le verre jusqu'à ce que les extrémités de la feuille commencent à dévier vers le moule et, ensuite, on élève progressivement la température du verre vers ses bords, en direction de chaque extrémité de la feuille, à mesure que le verre en cours de cintrage s'adapte à la surface courbe du moule.
L'invention comporte aussi un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appa reil étant caractérisé en ce qu'il comprend un moule présentant une surface façonnante supé rieure, surface qui est convexe en coupe longi tudinale, un four de chauffage divisé successi vement en une zone de préchauffage, au moins deux zones de cintrage et une zone de recuit, des moyens de chauffage aménagés dans la zone de préchauffage pour chauffer de façon uni forme le moule et la feuille de verre portée par ce dernier,
des moyens de chauffage amé nagés dans la première zone de cintrage au voisinage de ses côtés pour appliquer de la chaleur supplémentaire à la portion de la feuille de verre non cintrée comprise entre le centre et les deux extrémités de celle-ci, des moyens situés dans la seconde zone de cintrage pour élever la température du verre aux extrémités de la feuille seulement, des moyens aménagés dans la zone de recuit pour refroidir et recuire progressivement le verre sur le moule, et un dispositif transporteur pour déplacez le moule et la feuille de verre qui est sur lui à travers le four de chauffage.
Dans ce qui suit on a expliqué l'invention, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel la fig. 1 est une coupe longitudinale d'un four de chauffage pour la mise en oeuvre du procédé; la fig. 2 est une coupe transversale du même four dans la zone de préchauffage, coupe indi quée par 2 - 2 sur la fig. 1 ; la fi-. 3 est une coupe transversale par 3 - 3 de la fig. 1 du même four de chauffage, à l'endroit d'une première zone de courbure ;
la fig. 4 enfin est une coupe transversale par 4 - 4 de la fig. 1 faite à travers le four de chauffage à l'endroit de la seconde zone de courbure. Le reste du four comprend une zone de recuit qui peut être d'un type bien connu quelconque.
Si l'on se reporte de manière détaillée au dessin, on voit que le four de chauffage com prend une pièce 1 sensiblement rectangulaire, allongée, qui est convenablement isolée et ren forcée pour maintenir ou conserver la chaleur et pour résister au gauchissement. Des transpor teurs 2 et 3 appropriés conduisent au four et en sortent.
A l'intérieur du four, des rou leaux transporteurs 4 forment un support pour des moules M se déplaçant à travers le four et ils sont convenablement commandés pour trans- porter les moules à travers le four à une vitesse nécessaire pour produire le chauffage désiré dudit moule et du verre supporté par ce dernier.
Le moule M pour la mise en oeuvre de l'invention peut être de toute construction appropriée quelconque, comportant une sur face supérieure S ayant le profil désiré à la fois longitudinalement et transversalement par rap port au moule.
De préférence, le moule est de construction suffisamment légère pour qu'il s'échauffe uniformément dans la zone de pré chauffage et pour qu'il se refroidisse sensible ment à la même vitesse que le verre G qu'il supporte.
On peut utiliser de tels moules pour cintrer une ou plusieurs feuilles de verre en même temps. On dispose le verre sur le moule dans une position telle que, lorsqu'il se ramollit et se courbe, il s'adapte au profil du moule de manière à prendre la forme désirée.
Lorsque le verre est courbé sur un moule dont les parties extrêmes ont une courbure plus prononcée que les parties intermédiaires, il faut que les parties du verre plus fortement courbées soient chauffées à des températures supérieures à celle des parties intermédiaires du verre, si l'on ne compte que sur la gravité pour obliger le verre à s'adapter à la forme du moulé.
Si les températures plus élevées des extré mités de la feuille étaient appliquées aussi aux parties centrales de celle-ci qui sont en contact avec le moule, ces parties centrales seraient marquées par le moule, ou, comme on le dit habituellement, seraient brûlées.
Si des tempé ratures plus élevées appliquées aux extrémités de la feuille présentent une trop grande diffé rence, il se produit le choc thermique qui, habi tuellement, provoque la rupture ou le fendille- ment de la feuille. La quantité de chaleur pro duite et son mode d'application au verre sont, par suite, de première importance pour la mise en pratique de la présente invention.
Comme on le voit sur le dessin, les rou leaux transporteurs 2, 3 et 4, sont commandés pour déplacer un moule et le verre se trouvant sur lui à travers le four, à des vitesses conve nables pour exécuter les opérations désirées de chauffage et de recuit. Dans la zone de pré chauffage du four, à la gauche de la fig. 1, des éléments chauffants 5 sont disposés transver salement au four, à des intervalles convenables au-dessus du moule.
A mesure que le moule et le verre monté sur lui se déplacent le long de cette zone, les éléments 5 élèvent la tempéra ture du moule et du verre jusqu'à un point où les extrémités non supportées du verre com mencent tout juste à s'affaisser.
Le moule pénètre alors dans la première zone de courbure où des éléments chauffants 6 sont disposés transversalement au four, des éléments extrêmes 7 étant inclinés par rapport aux côtés du four et étant disposés plus près des sections extrêmes non courbées du verre. Un certain nombre d'éléments chauffants 6 et 7 sont disposés longitudinalement par rapport au four dans toute cette zone de courbure.
La pro duction de chaleur par les éléments chauffants 6 est sensiblement celle des éléments chauffants 5, tandis que la production de chaleur des élé ments chauffants 7 est plus grande de manière à obliger le verre, pendant son déplacement à travers cette zone, à se courber progressive ment vers l'extérieur, à partir du centre du moule vers ses parties extrêmes.
Lorsque le moule et le verre porté par lui quittent la pre mière zone de courbure, le verre se trouve courbé sensiblement à la forme représentée sur la fig. 3. Le moule et le verre qui .se trouve sur lui se déplacent alors dans la seconde zone de courbure dans laquelle sont disposés un certain nombre d'éléments chauffants 6, placés trans versalement au four et aussi des éléments chauffants 8 qui sont disposés sensiblement à la verticale. Un certain nombre de groupes d'élé ments 6 et 8 sont disposés longitudinalement à cette seconde zone de chauffage.
Dans ce cas, les éléments chauffants 8 ont une production de chaleur plus grande que les éléments chauffants 7 et sont disposés plus près des parties extrêmes du moule. Ce chauffage plus poussé des extré mités du verre les oblige à se plier vers le bas contre le moule, ce qui fait que, lorsque le moule et le verre quittent la seconde zone de courbure, le verre est dans l'état que montre la fig. 4.
Le verre entre ensuite dans la zone de recuit où la température de ses diverses sec tions s'égalise ; enfin, le verre est refroidi com plètement dans toute la gamme du recuit de manière appropriée ; on supprime ainsi sensi blement toutes les contraintes engendrées au sein du verre pendant l'opération de courbure, avant que le moule ne sorte du four.
Les températures auxquelles les diverses parties du verre sont chauffées pendant le pas sage à travers le four de chauffage 1 dépendent, dans une mesure importante, de la composition du verre soumis au cintrage. L'angle que font les éléments chauffants sur les côtés du four par rapport au verre est tel que la chaleur prove nant de ces éléments chauffants soit dirigée sensiblement normalement au plan de la zone du verre qui est courbé dans la zone de cou- bure particulière.
On a reconnu que des moules de formes différentes obligent le verre à se courber progressivement à des vitesses diffé rentes, de sorte qu'aucun réglage angulaire des éléments chauffants latéraux ne permettrait de diriger la chaleur avec le même angle contre le verre en cours de cintrage sur des moules diffé rents.
Il est par suite préférable de régler ces éléments chauffants latéraux sous un angle tel que les portions antérieurement courbées du verre reçoivent un minimum de chaleur addi tionnelle des éléments chauffants disposés sous un certain angle, poux que la plus grande partie de la chaleur parvienne aux parties non cour bées du verre.
Method for bending a sheet of glass and apparatus for carrying out this method The present invention relates to a process for bending a sheet of glass, such as for example a windshield for automobiles, in which the sheet is made of glass. 'first supported, in its middle part, by a bending mold and is then heated to the bending temperature.
According to the invention, this process is characterized in that the glass is heated uniformly until the ends of the sheet begin to deviate towards the mold and, then, the temperature of the glass is gradually raised towards its edges, toward each end of the sheet as the glass being bent adapts to the curved surface of the mold.
The invention also comprises an apparatus for carrying out this method, this apparatus being characterized in that it comprises a mold having an upper shaping surface, which surface is convex in longitudinal section, a divided heating oven successively in a preheating zone, at least two bending zones and an annealing zone, heating means arranged in the preheating zone for uniformly heating the mold and the sheet of glass carried by the latter,
heating means arranged in the first bending zone in the vicinity of its sides to apply additional heat to the portion of the non-bent glass sheet lying between the center and the two ends thereof, means located in the second bending zone for raising the temperature of the glass at the ends of the sheet only, means provided in the annealing zone for gradually cooling and annealing the glass on the mold, and a conveyor device for moving the mold and the glass sheet which is on him through the heating furnace.
In the following the invention has been explained, by way of example, with reference to the accompanying drawing in which FIG. 1 is a longitudinal section of a heating furnace for carrying out the method; fig. 2 is a cross section of the same oven in the preheating zone, section indicated by 2 - 2 in FIG. 1; the fi-. 3 is a cross section through 3 - 3 of FIG. 1 of the same heating oven, at the location of a first curvature zone;
fig. 4 finally is a cross section through 4 - 4 of FIG. 1 made through the heating furnace at the location of the second bending zone. The remainder of the furnace includes an annealing zone which can be of any well known type.
Referring in detail to the drawing, it will be seen that the heating furnace comprises a substantially rectangular, elongated piece 1 which is suitably insulated and reinforced to maintain or retain heat and to resist warping. Appropriate conveyors 2 and 3 lead to and from the oven.
Inside the furnace, conveyor rollers 4 form a support for molds M moving through the furnace and they are suitably controlled to transport the molds through the furnace at a speed necessary to produce the desired heating of said furnace. mold and glass supported by it.
The mold M for implementing the invention may be of any suitable construction, comprising an upper surface S having the desired profile both longitudinally and transversely with respect to the mold.
Preferably, the mold is of sufficiently light construction so that it heats up uniformly in the preheating zone and so that it cools substantially at the same rate as the glass G which it supports.
Such molds can be used to bend one or more sheets of glass at the same time. The glass is placed on the mold in such a position that, when it softens and bends, it adapts to the profile of the mold so as to take the desired shape.
When the glass is bent on a mold whose end parts have a more pronounced curvature than the intermediate parts, the more strongly curved parts of the glass must be heated to temperatures higher than those of the intermediate parts of the glass, if one relies only on gravity to force the glass to adapt to the shape of the cast.
If the higher temperatures of the ends of the sheet were also applied to the central parts thereof which are in contact with the mold, these central parts would be marked by the mold, or, as is usually said, would be burnt.
If higher temperatures applied to the ends of the sheet differ too much, thermal shock occurs which usually causes the sheet to break or crack. The amount of heat produced and its mode of application to the glass are, therefore, of prime importance in the practice of the present invention.
As seen in the drawing, the conveyor rollers 2, 3 and 4 are controlled to move a mold and the glass on it through the furnace at speeds suitable to perform the desired heating and cooling operations. annealed. In the preheating zone of the oven, to the left of fig. 1, the heating elements 5 are arranged transversely in the oven, at suitable intervals above the mold.
As the mold and the glass mounted on it move along this zone, the elements 5 raise the temperature of the mold and the glass to a point where the unsupported ends of the glass just start to sink. sag.
The mold then enters the first zone of curvature where heating elements 6 are arranged transversely to the furnace, end elements 7 being inclined with respect to the sides of the furnace and being placed closer to the end uncurved sections of the glass. A certain number of heating elements 6 and 7 are arranged longitudinally with respect to the oven throughout this zone of curvature.
The heat production by the heating elements 6 is substantially that of the heating elements 5, while the heat production of the heating elements 7 is greater so as to force the glass, during its movement through this zone, to bend. gradually outwards, from the center of the mold towards its end parts.
When the mold and the glass carried by it leave the first zone of curvature, the glass is curved substantially to the shape shown in FIG. 3. The mold and the glass which is on it then move in the second zone of curvature in which are arranged a certain number of heating elements 6, placed transversely in the oven and also heating elements 8 which are arranged substantially. vertically. A number of groups of elements 6 and 8 are arranged longitudinally of this second heating zone.
In this case, the heating elements 8 have a greater heat output than the heating elements 7 and are arranged closer to the end parts of the mold. This further heating of the ends of the glass causes them to bend downward against the mold, so that when the mold and the glass leave the second bending zone, the glass is in the state shown in fig. . 4.
The glass then enters the annealing zone where the temperature of its various sections is equalized; finally, the glass is cooled completely over the entire range of annealing as appropriate; all the stresses generated within the glass during the bending operation, before the mold leaves the oven, are thus substantially eliminated.
The temperatures at which the various parts of the glass are heated during the passage through the heating furnace 1 depend, to a large extent, on the composition of the glass subjected to bending. The angle which the heating elements make on the sides of the furnace relative to the glass is such that the heat from these heating elements is directed substantially normally to the plane of the area of the glass which is curved in the particular bend area. .
It was recognized that molds of different shapes force the glass to gradually bend at different speeds, so that no angular adjustment of the side heaters would allow heat to be directed at the same angle against the glass being bent. on different molds.
It is therefore preferable to adjust these side heating elements at an angle such that the previously curved portions of the glass receive a minimum of additional heat from the heating elements arranged at a certain angle, so that most of the heat reaches the parts. not curved glass.