IT9021436A1 - Procedimento per ridurre le sollecitazioni residue in parabrezza - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda la sagomatura di lastre di vetro e, in particolare, la riduzione delle sollecitazioni residue in lastre di vetro formate su sbarre di sagomatura mediante curvatura a deformazione o a inflessione.

Lastre di vetro curvate sono comunemente impiegate come elementi di chiusura vetrati per veicoli come automobili e simili. Per queste applicazioni, le lastre di vetro devono essere piegate a curvature esattamente definite imposte dalla configurazione a profilo delle aperture nei veicoli in cui le lastre di vetro curvate devono essere installate come pure dall'estetica complessiva del veicolo. Nel medesimo tempo è importante che le lastre curvate abbiano a soddisfare requisiti ottici e di resistenza stringenti .

E' pratica comune sagomare una lastra di vetro su uno stampo di curvatura avente sbarre di sagomatura profilate che supportano una lastra di vetro inizialmente piana e la convogliano attraverso un forno di riscaldamento. Quando la temperatura del vetro supportato si avvicina alla sua temperatura di termorammollimento, esso inizia a inflettersi o deformarsi sotto la forza di gravità e a conformarsi ai profili delle barre di sagomatura sullo stampo. Se richiesto, lo stampo di curvatura può includere porzioni di estremità incernierate per facilitare la piegatura di porzioni della lastra di vetro a curvature di piccolo raggio che non potrebbero normalmente essere ottenute tramite tecniche di curvatura a inflessione normali.

Quando viene sagomato vetro per parabrezza, due lastre di vetro sovrastanti, o doppietti, possono essere convogliate attraverso il forno sullo stampo di piegatura e sagomate simultaneamente.

Dopo sagomatura, la lastra di vetro viene raffreddata. Quando il vetro deve essere ricotto, cioè raffreddato lentamente attraverso tutto il suo intervallo di ricottura, come sarebbe necessario se il vetro dovesse essere impiegato per fabbricare un parabrezza laminato, allora è pratica comune raffreddare il vetro mentre esso permane sullo stampo di piegatura. Si è trovato che componenti selezionati dello stampo di piegatura e, in particolare, le sbarre di sagomatura dello stampo, intelaiatura,di supporto, zavorre e/o schermi termici funzionano come assorbitori o dissipatori di calore durante l'operazione di riscaldamento e di curvatura a inflessione e ri-irradiano calore assorbito durante l'operazione di raffreddamento. Di conseguenza, porzioni del vetro più vicine a quei componenti dello stampo si raffreddano più lentamente delle porzioni circostanti del vetro. Il raffreddamento non uniforme produce sforzi o sollecitazioni di trazione elevati localizzati in quelle porzioni del vetro che si raffreddano con una velocità più bassa e che, a sua volta, rende queste aree fortemente sollecitate più suscettibili di rottura a causa di urti. Tale effetto è particolarmente apprezzabile attorno al perimetro del vetro ove porzioni periferiche del vetro si trovano in contatto diretto con la sbarra di sagomatura.

Sarebbe vantaggioso poter ridurre le elevate sollecitazioni localizzate derivanti dal raffreddamento non uniforme del vetro.

I brevetti statunitensi No. 3.264.082 a nome Golightly e 4.687.501 a nome Reese illustrano l'impiego di schermi di ferro di zavorratila e di piegatura leggeri per stampi di curvatura di lastre di vetro.

I brevetti statunitensi No. 3.976.462 a nome Sitara e 4.375.978 a nome Reese e al. descrivono stampi di ferro di piegatura impiegati in operazioni di curvatura a inflessione. Ciascuno include sbarre di sagomatura profilate e supportate da montanti su un telaio di supporto principale che è trasportato attraverso un forno di riscaldamento. Lastre di vetro piane sono posizionate sulla sbarra di sagomatura dello stampo di curvatura e si inflettono in contatto con le sbarre quando le lastre di vetro sono riscaldate nel forno.

La presente invenzione fornisce un procedimento per ridurre sollecitazioni o sforzi di trazione localizzati in lastre di vetro formate mediante curvatura a inflessione su uno stampo di piegatura a profilo. Lo stampo include un telaio di supporto principale ed una sbarra di sagomatura posizionata leggermente all'interno del perimetro della lastra di vetro. La lastra di vetro è posizionata sulla sbarra di sagomatura che ha un'altezza della superficie di supporto ed un profilo corrispondenti alla sagoma desiderata della lastra di vetro, ed è riscaldata alla sua temperatura di rammollimento termico in modo tale che essa si inflette e deforma per effetto della forza di gravità e si conforma ai contorni della sbarra di sagomatura. Dopo sagomatura il vetro viene raffreddato. Componenti selezionati dello stampo assorbono calore durante l'operazione di piegatura a inflessione e ri-irradiano il calore durante l'operazione di raffreddamento, determinando raffreddamento non uniforme del vetro ed elevate sollecitazioni di trazione localizzate in quelle aree del vetro che si raffreddano con una velocità più bassa di quella del vetro circostante. La presente invenzione riduce queste sollecitazioni localizzate posizionando un elemento isolante tra la lastra di vetro sagomata e componenti selezionati dello stampo che ri-irradiano calore durante l'operazione di raffreddamento. In una forma di realizzazione dell'invenzione, una copertura termoisolante è posizionata al di sotto della e distanziata dalla lastra di vetro sagomata, estendentesi attraverso tutta l'area definita dalla sbarra di sagomatura. La copertura isolante isola termicamente la lastra di vetro sagomata dai componenti di stampo selezionati e riduce variazioni nella velocità di raffreddamento del vetro che in caso contrario si avrebbero a causa del fatto che porzioni del vetro sono più vicine ai componenti di stampo selezionati che non altre porzioni del vetro.

Nei disegni:

la figura 1 è una vista isometrica di uno stampo di curvatura ind ùdente porzioni della presente invenzione, con porzioni rimosse per chiarezza.

La figura 2 è una sezione trasversale dello stampo di curvatura rappresentato in figura 1 con porzioni rimosse per chiarezza.

Le figure 3 e 4 sono sezioni trasversali simili a figura 2 di forme di realizzazione alternative dell'invenzione.

Benché la presente invenzione sia rappresentata impiegata con la sagomatura di lastre di vetro, si comprenderà che essa può essere usata per controllare il raffreddamento di altri materiali in cui raffreddamento non uniforme influenza nocivamente la resistenza del materiale.

Con riferimento alla figura 1, lo stampo 10 di curvatura del vetro è uno stampo ad articolazione simile a quello illustrato nel brevetto statunitense No. 3.976.462 a nome Sitara, ma nella presente invenzione possono pure essere impiegati stampi non articolati simili a quelli del brevetto statunitense No. 4.375.978 a nome Reese e al. Benché non limitativo nella presente invenzione, lo stampo 10 comprende una porzione di stampo centrale 12 fiancheggiata da due porzioni di estremità di stampo girevoli 14. Lo stampo 10 è supportato per muoversi attraverso un forno di riscaldamento (non rappresentato) mediante un telaio principale 16. Bracci,di pesatura 18 sono fissati a ciascuna porzione di estremità 14 dello stampo e sono montati sul telaio 16 mediante perni di incernieramento 20. I bracci 18 sono dotati di contrappesi 22 in corrispondenza delle loro estremità longitudinali interne che tendono a far ruotare le porzioni di estremità 14 dello stampo attorno a perni di incernieramento 20 da una posizione aperta (non rappresentata) ad una posizione chiusa illustrata in figura 1. Bracci 18 di contrappesatura sono posizionati lateralmente all'esterno di sbarre di sagomatura 24 dello stampo di curvatura 10.

Le sbarre di sagomatura 24 dello stampo 10 includono sbarre di sagomatura centrali 26 supportate da barre di rinforzo rigide 28 mediante elementi 30 nella porzione centrale 12 e sbarre 32 di sagomatura d'estremità supportate da barre di rinforzo 34 mediante elementi 36 in ciascuna porzione di estremità 14 di stampo. Barre di rinforzo 28 nella porzione di starapo centrale 12 sono fissate rigidamente al telaio 16 mentre barre di rinforzo 34 in ciascuna porzione di stampo di estremità 14 sono montate girevolmente sul telaio 16 tramite il perno di incernieramento 20. Quando le porzioni 14 di stampo si trovano nella loro posizione verticale Chiusa come è rappresentato in figura 1, il profilo d'altezza della sbarra di sagomatura 24 definisce il contorno finale desiderato della lastra di vetro sagomata leggermente all'interno del.perimetro della lastra di vetro stessa.

Come è stato discusso precedentemente, raffreddamento non uniforme della lastra di vetro sagomata G mentre si trova supportata sulle sbarre di sagomatura 24 dello stampo 10 determina sforzi elevati di trazione localizzati in quelle aree del vetro che si raffreddano con una velocità più lenta di quella del vetro circostante. Per ridurre tale sollecitazione, un elemento termicamente isolante 38 è posizionato tra la lastra di vetro G e i componenti di ritenzione di calore dello stampo 10 come è rappresentato nelle figure 1 e 2. Benché non sia limitativo nella presente invenzione, l'elemento 38 è preferibilmente posizionato al di sotto della e distanziato dalla lastra di vetro G e si estende attraverso tutta l'area definita'dai binari di sagomatura 24. L’elemento 38 "livella" o rende uniforme la velocità di raffreddamento della lastra di vetro G isolando la lastra di vetro G dal calore ri-irradiato e riducendo circolazione d'aria al di sotto della lastra di vetro G così da mantenere l'intera lastra ad una temperatura più uniforme quando essa viene raffreddata dopo la sagomatura. Qualsiasi intercapedine nella sbarra 24 o qualsiasi spazio nell'elemento 38 dovranno essere riempiti con l'elemento isolante 38 o altro materiale isolante per impedire flusso d'aria al di sotto della lastra di vetro G che influenzerebbe nocivamente l'uniformità della velocità di raffreddamento del vetro. Benché non sia limitativo nella presente invenzione, in una forma di realizzazione particolare dell'invenzione, l'elemento 38 è una copertura1isolante dello spessore di 1/2 pollici (1,27 era) disponibile presso la Babcock e Wilcox con la denominazione commerciale di KA0W00L ZR. La copertura è posizionata ad approssimativamente 2 pollici (5,08 cm) al di sotto della lastra di vetro G ed è supportato in qualsiasi modo conveniente noto nella tecnica ad esempio una intelaiatura 40 di fili metallici come è rappresentato nelle figure 1 e 2, o metallo espanso (non mostrato).

La figura 3 illustra una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione che è particolarmente adatta per una configurazione di stampo la cui sorgente principale di calore ri-irradiato che determina elevate sollecitazioni tensili localizzate nel vetro sagomato G è costituita dalle sbarre di sagomatura dello stampo. Elementi isolanti 42 si estendono verso 1'interno dalle sbarre di sagomatura 24 al di sotto della lastra di vetro G verso la porzione centrale dello stampo 10 per fornire ùna transizione di velocità di raffreddamento più uniforme tra quelle porzioni della lastra di vetro G direttamente supportate dalla sbarra 24 e quelle porzioni del vetro distanziate dalla sbarra 24. Di conseguenza, vi è minore disuniformità della velocità di raffreddamento della lastra di vetro G attorno alla sua periferia e vi sono più basse sollecitazioni di trazione localizzate. Benché non sia limitativo nella presente invenzione, nella forma di realizzazione particolare illustrata in figura 3, gli elementi 42 sono supportati su una piastra 44 fissata alla sbarra di sagomatura 24 e si estendono verso l'interno per approssimativamente 6 pollici (15,24 cm).

La presente invenzione può essere pure usata in combinazione con configurazioni di stampo aventi disposizioni di sagomatura ausiliarie. Benché non sia limitativo nella presente invenzione, con riferimento a figura 4, l'elemento isolante 38 è esteso su una superficie di sagomatura parziale 46 posizionata entro l'area definita dalle sbarre di sagomatura 24. E' previsto che la presente invenzione possa pure essere usata in combinazione con zavorra (non mostrata) e schermi termici (non mostrati) che sono comunemente usati nel formare lastre di vetro mediante curvatura a inflessione o deformazione come descritto nei brevetti statunitensi No. 3.264.082 a nome Golightly e 4.687.501 a nome Reese, i quali insegnamenti sono qui inclusi a titolo di riferimento.

Le forme dell'invenzione illustrate e descritte nella presente descrizione costituiscono forme di realizzazione preferite illustrative di essa. Si comprenderà che vari cambiamenti possono essere apportati senza allontanarsi dallo spirito dell'invenzione definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Stampo di piegatura a profilo per sagomare materiale in foglio o lastra rammollibile termicamente mediante curvatura a inflessióne comprendente: un supporto; una sbarra di sagomatura di lastra supportata su detto supporto avente un altezza e profilo della superficie di supporto corrispondenti alla sagoma desiderata di detta lastra o foglio da sagomare; e mezzi per isolare termicamente porzioni selezionate di detta lastra da sagomare da porzioni selezionate di detta sbarra di sagomatura e supporto per fornire raffreddamento generalmente uniforme di detta lastra da sagomare mentre si trova supportata su detta sbarra di sagomatura·.
2. 2. Stampo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi,termicamente isolanti includono un elemento isolante posizionato tra dette porzioni selezionate di detta lastra e detta sbarra di sagomatura e dettò supporto.
3. 3. Stampo secondo la rivendicazione 2 in cui detta sbarra di sagomatura include almeno una porzione di sbarra mobile collegata girevolmente ad una porzione di sbarra di stampo centrale stazionaria.
4. 4. Stampo secondo la rivendicazione 2 in cui detta sbarra di sagomatura è posizionata leggermente all'interno del perimetro di detta lastra e detto elemento isolante si estende all'interno da detta sbarra di sagomatura verso una porzione centrale di detto supporto.
5. 5. Stampo secondo la rivendicazione 4 in cui detto elemento è posizionato al di sotto di e distanziato da detta lastra.
6. 6. Stampo secondo la rivendicazione 4 in cui detto elemento è una copertura isolante estendentesi sostanzialmente attraverso tutta un'area definita da detta sbarra di sagomatura.
7. 7. Stampo secondo la rivendicazione 6 in cui detto elemento è posizionato al di sotto di e distanziato da detta lastra.
8. 8. Stampo secondo la rivendicazione 7 in cui detta lastra è una lastra di vetro.
9. 9. Stampo di curvatura a profilo per sagomare materiale il foglio o lastra termicamente rammolliton e, lo stampo essendo del tipo avente un anello per supportare la lastra che deve essere sagomata durante la;sagomatura ed il raffreddamento ed un supporto collegato a detto anello, in cui le perdite termiche da detta lastra sagomata supportata da detto anello durante il raffreddamento, misurata in un'area entro detto anello, non sono uniformi a causa di perdite termiche da detto anello e detto supporto il perfezionamento comprendendo mezzi montati su detto stampo per fornire perdite termiche più uniformi da detta lastra sagomata supportata da detto anello misurate in detta area entro detto anello.
10. 10. Stampo secondo la rivendicazione 9 in cui detti mezzi montati sono costituiti da un elemento termicamente isolante posizionato al di sotto di e distanziato da detta lastra in detta area entro detto anello.
11. 11. Stampo secondo la rivendicazione 10, in cui detto elemento isolante si estende verso l'interno da detto anello verso una porzione1centrale di detto anello.
12. 12. Stampo secondo la rivendicazione 11, in cui detto eleménto isolante si estende sostanzialmente attraverso tutta detta area entro detto anello.
13. 13. In un procedimento per sagomare materiale in lastra termicamente rammollibile mediante curvatura a inflessione includente le fasi di posizionare una lastra o foglio da sagomare su un supporto avente una sbarra di sagomatura posizionata leggermente all'interno del perimetro della lastra e avente una superficie di supporto che si conforma per altezza e profilo alla sagoma desiderata di detta lastra da sagomare, riscaldare detta lastra alla sua temperatura di deformazione in modo tale che detta lastra si inflette in contatto con detta sbarra di sagomatura, e raffreddare detta lastra mentre è supportata su detta sbarra di sagomatura, in cui porzioni selezionate di detto supporto continuano a irradiare calore durante detto raffreddamento, determinando raffreddamento non uniforme di detta lastra ed elevate sollecitazioni di trazione localizzate in porzioni di detta lastra in stretta vicinanza di dette porzioni selezionate di detto supporto, il perfezionamento comprendendo: isolare termicamente dette porzioni di detta lastra da dette porzioni selezionate di detto supporto per fornire raffreddamento più uniforme di detta lastra e ridurre sollecitazioni di trazione localizzate in dette porzioni di lastra.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, in cui detta fase di isolamento include il posizionare un elemento isolante tra dette'porzioni di detta lastra e dette porzioni selezionate di detto supporto.
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, includente inoltre la fase di estendere detto elemento da detta sbarra di sagomatura verso l'interno verso una porzione centrale di detto supporto.
16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 15, includente inoltre la fase di distanziare detto elemento al di sotto di dette porzioni di detta lastra.
17. 17. Procedimento secondo la rivendicazione 15, in cui detta fase dì estensione include l’estendere detto elemento attraverso tutta un'area definita da detta sbarra di sagomatura.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 17 includente inoltre la fase di distanziare detto elemento al di sotto di detta lastra.