FR2640616A1 - Procede et dispositif de formage d'une feuille de verre - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à un procédé de bombage d'une feuille de verre, notamment en vue de l'obtention de vitrages automobiles dans lequel la feuille de verre préchauffée au-delà du point de ramollissement du verre, convoyée en position horizontale jusqu'à une cellule de formage, dans laquelle elle est soulevée au-dessus du convoyeur jusqu'à venir au contact d'une forme de bombage montée dans un caisson d'aspiration. Ce caisson est constitué par deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, un élément supérieur ou jupe portant la forme supérieure de bombage de sorte qu'un chariot de réception du verre puisse venir s'intercaler entre les deux éléments lorsque la forme supérieure de bombage est en position haute.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FORMAGE D'UNE FEUILLE DE VERRE
L'invention a trait à la production de feuilles de verre bombées et de préférence également trempées utilisées comme vitrages de véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de bombage et un dispositif pour la mise en oeuvre de celui-ci, procédé appartenant aux techniques dans lesquelles les feuilles de verre sont conformées par application contre une forme de bombage à l'aide de forces de nature pneumatique
Pour l'obtention de vitrages automobiles notamment de custodes, de vitres latérales ou de lunettes arrières, il est nécessaire de mettre en forme une feuille de verre plane, découpée aux dimensions du vitrage puis de procéder au feuilletage ou plus fréquemment à la trempe du vitrage bombé afin de conférer une plus grande sécurité aux passagers en cas de bris du vitrage.

Il est connu de nombreux procédés de bombage dits horizontaux dans lesquels la feuille de verre est échauffée au-delà de son point de ramollissement (500-700 C) dans un four électrique qu'elle traverse convoyée par exemple par un lit de rouleaux moteurs. Le four de réchauffage se prolonge par une station de bombage dans laquelle la feuille de verre est soulevée au-dessus du convoyeur, appliquée contre une forme de bombage puis recueillie par un chariot portant un anneau profilé d'une manière correspondant à la forme définitive du vitrage bombé. Ensuite, le chariot évacue la feuille de verre par exemple vers un dispositif de trempe.

Différents moyens ont été proposés pour l'appli- cation de la feuille de verre contre la forme de bombage.

Dans une première série de procédés, exemplifiée notamment par la demande de brevet WO 85/05100, la feuille de verre est soulevée et pressée par une forme inférieure constituée d'un anneau périphérique soulevé au travers du convoyeur.

Dans une seconde série de procédés à laquelle appartient plus spécialement l'invention, l'application a lieu à l'aide de forces de nature pneumatique. Ainsi, suivant l'enseignement du brevet FR 2 085 464, la feuille de verre est aspirée par une dépression créée à sa périphérie. Il est également connu par exemple du brevet EP 3 391 d'utiliser une forme d'aspiration supérieure constituée par une surface plane ou très légèrement cintrée, percée de multiples trous répartis sur toute sa surface qui communiquent avec une chambre de dépression de telle sorte que la feuille de verre soit aspirée.Enfin, il est aussi connu du brevet européen EP 169 770 d'utiliser un courant de gaz chaud de large section dirigé verticalement de bas en haut, qui exerce sur la face inférieure de la feuille de verre une force suffisante pour la soulever et l'appliquer contre la forme de bombage dont elle épouse ainsi la courbure.

Dans les cas des procédés de bombage dans lesquels la feuille de verre est aspirée par une dépression périphérique, la forme de bombage est placée dans un caisson sans fond - encore appelé jupe - connecté à des moyens d'aspiration et dont le contour est légèrement plus grand que celui de la feuille de verre découpée non bombée. Le galbe de la forme de bombage correspond au galbe que l'on désire conférer à la feuille de verre qui est par contre de dimensions très légèrement supérieure à celles de la forme de bombage.

En raison de la présence de ce caisson débordant, le centrage du volume de verre sous la forme de bombage doit être extrêmement précis, le verre ne devant pas buter et être de ce fait marqué par les parois du caisson ce qui aurait pour conséquence une qualité optique moindre, inacceptable pour un vitrage automobile.

Une autre limite de ce procédé tient dans les formes de vitrage ainsi susceptibles d'être obtenus et l'exclusion en pratique des vitrages à bombage complexe, c'est-à-dire présentant dans certaines régions, le plus souvent localisées près des bords du vitrage, des petits rayons de courbure. Notons que ce type de vitrage se retrouve fréquemment en raison des nécessités d'intégration dans la partie vitrée des véhicules automobiles d'éléments destinés par exemple à améliorer la pénétration dans l'air du véhicule : citons à titre d'exemple une lunette arrière comportant un repli jouant le rôle d'un becquet ou un déflecteur non mobile fixé à l'encadrement des vitres latérales des portes avant du véhicule. Cette limitation vient de ce que la projection sur un plan horizontal d'un tel vitrage bombé est de dimension nettement inférieure à celle de la feuille plane à l'origine de ce vitrage.En conséquence, la fuite latérale, c'est-à-dire la distance entre les bords de la feuille de verre et les parois latérales du caisson croît au fur et à mesure que progresse le formage du verre, sauf à choisir un profil de caisson correspondant exactement à la trajectoire du bord de la feuille de verre, solution onéreuse et peu pratique car alors un nouveau caisson est nécessaire à chaque changement de fabrication et de plus, afin de déterminer avec exactitude cette trajectoire du bord de la feuille de verre, de nombreux essais peuvent s'avérer nécessaires.

Ainsi, si on opère avec un caisson standardisé, on se retrouve dans une situation paradoxale où la force pneumatique qui agit au niveau d'une partie de la feuille de verre est d'autant plus faible que la courbure que l'on désire conférer à cette partie est plus importante.

Il est connu d'opérer dans ces conditions, après un bombage mettant en cause des forces pneumatiques un formage complémentaire par pressage à l'aide d'un contre moule annulaire que l'on vient placer sous la forme de bombage supérieure retenant la feuille de verre, le contre-moule pouvant servir ultérieurement de support à la feuille de verre pendant sa trempe. La mise au point de ce bombage complémentaire, notamment l'optimisation de la durée de pressage, est rendue délicate par le manque de visibilité dû à la présence du caisson. En pratique, on aura tendance à prolonger le pressage alors que la feuille de verre adopte déjà pratiquement la courbure souhaitée à l'aide de la forme de bombage et qu'un pressage instantané suffirait pour parfaire le galbe. De ce fait, le cycle de bombage est allongé.De plus, le caisson sans fond ou jupe peut géner lors de l'introduction des éléments de pressage.

L'invention a pour objet un procédé amélioré de bombage de feuille de verre permettant d'une manière simplifiée l'obtention de feuilles de verre avec un bombage complexe, notamment sur les bords. Un autre objet de l'invention est un dispositif idoine à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et permettant une observation de la trajectoire de la feuille de verre pendant son- formage.

Le procédé selon l'invention est du type décrit dans le brevet FR 2 085 464 et est donc tel que la feuille de verre est préchauffée au-delà du point de ramollissement du verre et convoyée en position horizontale jusqu'à la cellule de formage et est là soulevée au-dessus du convoyeur jusqu'à venir au contact d'une forme de bombage montée dans un caisson d'aspiration. Le procédé selon l'invention se caractérise par l'utilisation d'un caisson d'aspiration formé de deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, un élément inférieur et un élément Supé- rieur portant la forme supérieure, de telle sorte qu'un chariot de réception du verre puisse venir s'intercaler entre la partie inférieure du caisson et la partie supérieure du caisson lorsque celle-ci est remontée en position haute.

De préférence, on applique une grande force pneumatique pendant la phase de transfert de la feuille de verre depuis le lit de rouleaux jusqu'à la forme supérieure de bombage - ce qui correspond à la période où la chambre de dépression est délimitée par la partie inférieure du caisson d'aspiration - ceci afin de canaliser la dépression de façon optimale pour favoriser la montée. Puis pendant que la feuille de verre est appliquée contre la forme supérieure de bombage, on réduit quelque peu la force pneumatique appliquée afin d'éviter que les parties du vitrage rencontrant en premier lieu et de ce fait le plus longtemps la forme de bombage - c'est-à-dire généralement la partie centrale du vitrage - ne soit pas marquée par la forme, ce qui entraînerait les défauts optiques.

La prise en charge de la feuille de verre est obtenue par une aspiration créée à sa périphérie, la zone sous dépression étant délimitée par les parois de la partie inférieure du caisson. Ces parois sont de préférence droites et constituent ainsi un conduit vertical dont la hauteur est de préférence voisine de la hauteur du trajet libre de la feuille de verre, c'est-à-dire du trajet que doit parcourir la feuille de verre avant de venir buter contre la forme supérieure de bombage.

La partie supérieure du caisson est de préférence en forme, c'est-à-dire que les parois ont un profil qui correspond approximativement à la trajectoire du bord de la feuille de verre de façon à maintenir une distance constante entre le verre et le bord du caisson.

Avantageusement, on utilise un caisson d'aspiration dont la partie supérieure déborde peu par rapport a la forme de bombage, à la limite on place simplement des déflecteurs à la périphérie de la forme de bombage aux endroits nécessaires, strictement fonction des impératifs de bombage, sans tenir compte des questions d'amenée de la feuille de verre jusqu'à la forme supérieure de bombage. De plus le niveau le plus bas défini par ces déflecteurs ou les parois de la partie supérieure du caisson est de préférence plus élevé que le niveau le plus bas de la forme de bombage, autrement dit celle-ci descend légèrement plus bas que cette partie du caisson. Ainsi, la fuite latérale est de petite dimension à la fin du processus de bombage ce qui octroie une meilleure maîtrise du formage dans les zones les plus bombées généralement sur les bords du vitrage.

Lorsque la partie supérieure du caisson et la forme de bombage qui en est solidaire sont remontées, conformément à l'invention, il reste une zone libre entre la partie inférieure du caisson - que nous appelerons par la suite "conduit vertical" - et la partie supérieure du caisson - que nous appelerons encore "jupe". La hauteur de cette zone libre est choisie de façon à permettre l'introduction d'un chariot portant un squelette annulaire dont le pourtour correspond essentiellement au galbe que l'on désire conférer au verre. Comme la jupe est de préférence très courte, elle ne gène pas l'entrée du squelette même pour les formes très galbées. De plus, elle laisse une vision parfaite de la feuille de verre au moment où celle-ci épouse les contours de la forme de bombage.L'intérêt d'une observation est bien sûr très grand en cours de développement industriel par exemple d'un nouvel outillage - par outillage on tend la forme supérieure et son caisson ainsi que le ou éventuellement les squelettes de trempe et/ou de pressage - notamment afin de définir les temps nécessaires aux éventuels pressages complémentaires. L'observation est également très utile en production, car elle permet de guider le travail du personnel chargé de procéder aux réglages à chaque changement de type de volume, changement qui se produit plusieurs fois par jour.

Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il convient d'utiliser un caisson d'aspiration constitué de deux éléments distincts. Dans un premier exemple de réalisation, la partie inférieure du caisson ou conduit vertical peut être fixe et la partie supérieure du caisson ou jupe mobile.

L'emploi d'un conduit vertical fixe donne une base de référence particulièrement sûre permettant de déterminer avec une très grande précision la position exacte de la feuille de verre et de la recentrer si nécessaire. De plus, comme la jupe vient en position basse buter contre le conduit vertical, on a également un positionnement très précis en hauteur de la forme supérieure de bombage, ce qui est bien sûr un gage de qualité du formage.

Comme indiqué précédemment, l'invention convient particulièrement bien à la production de vitrages très galbés pour lesquels le squelette de trempe et de pressage ne pourrait autrement pénétrer dans le caisson d'aspiration. Il va donc de soi que le procédé de formage sera le plus souvent complété par une étape de pressage encore que celle-ci ne modifie en rien le principe de l'invention.

D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention sont exposés ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent
figure 1 à 6 : les positions relatives des éléments principaux nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention au cours des étapes successives du traitement d'une feuille de verre,
figure 7 : une vue schématique de dessous d'un conduit vertical,
figure 8 : une vue schématique de dessous de la jupe mobile,
figure 9 : une vue de côté du conduit vertical et de la jupe mobile en position basse.

Les différentes étapes du procédé selon l'invention sont schématisées aux figures 1 à 6. Dans un four non représenté et dont l'axe serait perpendiculaire au plan de la feuille de dessin, les feuilles de verre sont échauffées une à une en étant convoyée horizontalement sur un lit de rouleaux moteurs. A la suite du four est prévue une cellule de bombage 1 entourée de parois réfractaires 2 afin de maintenir dans cette cellule de bombage une température voisine de celle du verre chauffé à 500-7000C. La feuille de verre véhiculée sur des rouleaux 3 posés sur des paliers 4 vient s'immobiliser sous la forme de bombage supérieure 5 qui est montée par des tirants 6 sur le caisson d'aspiration 7. Le caisson d'aspiration 7 est connecté à une chambre sous dépression 8, de sorte qu'un courant d'air ascendant est créé au voisinage de la périphérie de forme supérieure 5.

Perpendiculairement à l'axe du four sont prévus des rails 9 sur lesquels roule un chariot 10 portant un squelette 11. Ces rails passent entre deux caissons 12, 13 de soufflage de trempe, et contrairement à l'art sont situés à un niveau nettement plus élevé que celui du convoyeur 3.

La feuille de verre F est immobilisée et correctement positionnée sous la forme supérieure de bombage, cette dernière est descendue en position basse (figure 1), à proximité de la surface de la feuille F. Lorsque l'on souhaite fabriquer un vitrage de forme particulièrement complexe, les dimensions de la feuille de verre plane sont nettement plus grandes que celles de la projection sur un plan de la feuille de verre après bombage. Aussi conformément à l'invention, le caisson d'aspiration 7 est constitué de deux -éléments mobiles l'un par rapport à l'autre : un conduit vertical 15 par exemple fixe et une jupe 14 solidaire de la forme supérieure de bombage 5. Ce conduit vertical 15 est à section droite.Son contour approche le contour de la feuille de verre F à l'état plan, en débordant légèrement afin de permettre l'aspiration périphérique de la feuille de verre. Le contour de la jupe épouse lui la trajectoire de la feuille de verre en cours de conformation. Celle-ci s'amenuise donc et on a de préférence une paroi courbe. Comme la jupe 14 n'intervient qu'indirectement pendant la première phase de l'opération, c'està-dire la phase de l'envol pendant laquelle l'aspiration doit être au mieux canalisée, elle peut être très courte avec une forme supérieure de bombage 5 qui déborde largement par le bas.

Dès que le verre atteint la forme de bombage figure 2), la forme d'aspiration est de préférence un peu diminuée afin d'éviter tout risque de détérioration du verre. A ce moment, la forme supérieure 5 - et donc la jupe 14 - sont remontées en position supérieure. Le chariot 10 est alors amené en direction de la cellule de bombage 1, après ouverture de la porte 16 qui sépare la cellule de bombage 1 de la cellule de trempe.

Pendant ce temps, la feuille de verre épouse progressivement les contours de la forme de bombage. Comme il est particulièrement visible à la figure 3, cette opération n'est pas masquée par les contours du caisson 7 du fait que la partie supérieure de celui-ci est simplement constituée par la jupe 14 qui très courte forme simplement des défecteurs autour de la forme supérieure 5 afin de canaliser les courants d'aspiration. La jupe 14 et la forme 5 associées sont remontées suffisamment pour insérer le chariot 10, même si le squelette 11 est de forme particulièrement complexe. La forme supérieure est alors redescendue (figure 4) afin de déposer la feuille de verre F sur le squelette 11. La dépose peut être éventuellement complétée par un pressage.Pour faciliter ce dernier, il est d'ailleurs préférable de prévoir un positionnement de la forme de pressage commandé par des vérins par exemple hydrauligues, commandant les mouvements de la jupe 14, que ce soit dans le sens ascendant ou le sens descendant. Ces vérins permettent d'assurer une pression constante sans tenir compte du poids de la forme supérieure et de la jupe. La forme 5 est à nouveau relevée pour libérer le squelette (figure 5) qui conduit la feuille F entre les caissons de soufflage où on procède à l'opération de trempe (figure 6).

Pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, on peut avantageusement utiliser un caisson constitué des éléments représentés aux figures 7 et 8.

La figure 7 concerne la partie inférieure du caisson encore appelée conduit vertical. L'axe du four est schématisé par la ligne discontinue 20. Cette partie du caisson est essentiellement constituée par une plaque 21 découpée dans une tôle en comportant des encoches 22, 23 pour sa fixation sur des moyens de support appropriés par exemple du type tringle de sorte que la plaque puisse coulisser et être échangée en un laps de temps très court.

Pour éviter toute déformation malgré la température de la cellule et les grandes dimensions des vitrages, cette plaque est munie de raidisseurs 24. Sur cette plaque 21, par des moyens de fixations appropriés 25, on fixe le conduit vertical 26 dont l'ouverture 27 correspond - avec une légère surcote - aux dimensions du vitrage à plat.

Cette partie du caisson peut être montée fixe ou déplaçable verticalement selon une petite course, d'une hauteur suffisante pour permettre le dégagement d'une feuille de verre improprement aspirée.

La partie supérieure du caisson ou jupe - toujours mobile - est schématisée à la figure 8. L'axe du four a été ici schématisé par la ligne discontinue 30. Sur une plaque 31 de préférence en tôle munie d'éléments de renfort 32 est fixée par des goussets 37 visibles à la figure 9, une plaque 33.

Ces deux plaques supportent la jupe 34. La fixation est obtenue par des moyens 36. L'ouverture 35 correspond à l'encombrement du vitrage après formage.

Comme schématisé à la figure 9 où sont représentés le conduit vertical 26 et la jupe 34 en position d'aspiration d'une feuille de verre F, la course de la jupe 34 est limitée par un coussinet en matière plastique 38 sur lequel vient buter la plaque 33 lorsque la jupe est en position basse.

Le caisson vertical 26 - à section droite constante - sert de préférence de supports à des moyens de centrage par exemple des poussoirs commandés par des vérins, poussoirs qui permettent de positionner la feuille F très exactement au centre du conduit vertical 26. Pendant ce positionnement, une faible dépression et/ou un léger soufflage vertical par un courant d'air chaud est créé dans le caisson. Ceci afin de soulager partiellement les rouleaux du convoyeur du poids de la feuille F qui ne risque pas ainsi d'être marquée. Notons que même lorsqu'il est mobile en hauteur, le conduit vertical est en position à proximité du plan des rouleaux du convoyeur pendant un temps beaucoup plus long que celui disponible pour la forme supérieure de bombage et qu'il est ainsi possible de procéder à un positionnement beaucoup plus précis.

Claims (1)

REVENDICAIIOWS 1. Procédé de bombage d'une feuille de verre, notamment en vue de l'obtention de vitrages automobiles dans lequel la feuille F de verre préchauffée au-delà du point de ramollissement du verre, convoyée en position horizontale jusqu'à une cellule de formage (1) dans laquelle elle est soulevée au-dessus du convoyeur (3) jusqu a venir au contact d'une forme de bombage (5) montée dans un caisson d'aspiration (7), caractérisé en ce que l'on utilise un caisson d'aspiration (7) constitué par deux éléments mobiles (14, 15) l'un par rapport à 11 autre, un élément supérieur ou jupe (14) portant la forme supérieure de bombage de sorte qu'un chariot de réception ( 10) du verre F puisse venir s'intercaler entre les deux éléments (14,

15) lorsque la forme supérieure de bombage (7) est en position haute.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique une force d'aspiration plus grande pendant le trajet libre du verre, c'est-à-dire lors du transfert de la feuille de verre F du convoyeur (3) à la forme supérieure de bombage (5).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément inférieur du caisson ou conduit vertical (15) est fixe.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément inférieur du caisson ou conduit vertical (15) est mobile.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit vertical (15) sert d'élément de référence lors du centrage de la feuille de verre.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chariot de réception (10) supporte un squelette de pressage (11).

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant un four de réchauffage du verre, un convoyeur (3), une cellule de bombage (1), une forme supérieure de bombage (5) et un caisson d'aspiration (7), caractérisé en ce que ledit caisson (7) est formé par un conduit vertical (15) et une jupe (14) mobile par rapport à ce conduit et solidaire de la forme de bombage (5).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit sert de support à des moyens de centrage de la feuille de verre F.

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à déplacer verticalement le conduit (15).

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les mouvements ascendants et descendants de la jupe (14) sont commands par des vérins.

11. Procédé de bombage d'une feuille de verre, notamment en vue de l'obtention de vitrages automobiles dans lequel la feuille F de verre préchauffée au-delà du point de ramollissement du verre, convoyée en position horizontale jusqu'à une cellule de formage (1) dans laquelle elle est soulevée au-dessus du convoyeur (3) jusqu'à venir au contact d'une forme de bombage (5), puis transportée dans une station de refroidissement notamment de trempe caractérisé en ce que l'entrée dans la station de bombage et la sortie des feuilles de verre s'effectuent à des niveaux différents.