LU84754A1 - Procede pour la trempe differenciee de vitrages,notamment de pare-brise d'automobiles - Google Patents
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Description
PROCEDE POUR LA TREMPE DIFFERENCIEE DE VITRAGES, 5 NOTAMMENT DE PARE-BRISE D'AUTOMOBILES.
L'invention concerne les vitrages plans à trempe différenciée 10 utilisables comme pare-brise de véhicules automobiles.
Le souci de conserver une visibilité suffisante aux automobilistes dont le pare-brise vient de se briser a conduit à prévoir dans un pare-brise trempé se fragmentant en menus morceaux lors du bris, une zone centrale réservée peu ou pas trempée, de relativement faibles 15 dimensions, qui ne se fragmentait pas et autorisait la vue malgré le bris de toute la partie du pare-brise entourant cette zone réservée.
Pour obtenir un tel résultat, on soumet la zone réservée et la zone périphérique à des conditions thermiques différentes. Pour éviter une fragilité du vitrage ainsi obtenu, du fait des traitements 20 thermiques différents, le brevet FR 1 038 439 propose de différencier le chauffage des deux zones avant une trempe uniforme, la zone centrale étant à ce moment moins chauffée que la zone périphérique, grâce à des écrans introduits dans le four, de façon que le verre de cette zone centrale soit à une température inférieure ou tout au plus égale à cel-25 le du verre de la zone environnante.
Il propose dans une variante, de chauffer de la même façon l'ensemble du vitrage mais de différencier le refroidissement en donnant une avance au refroidissement de la zone centrale, de telle façon qu'elle se fige avant la zone environnante, le refroidissement de cette 30 zone centrale étant néanmoins assez lent pour qu'elle ne se trempe que * peu ou pas.
Mais de tels vitrages ayant une zone peu ou pas trempée ne satisfont pas les réglementations en matière de vitrages plans de véhicules automobiles, qui demandent que l'ensemble du vitrage soit trempé, 35 la trempe étant cependant différente au centre et à la périphérie.
Les réglementations imposent qu'après le bris, il subsiste dans une zone centrale d'au moins 20cm x 50cm dont le centre est approximativement en face du conducteur, une visibilité d'au moins 15 %, 2 c'est-à-dire que le total des surfaces de tous les fragments d'au moins 2cm2 doit être au moins de 15 %, aucun fragment ne pouvant malgré tout avoir une surface supérieure à 16cm^ ; elles imposent également que la fragmentation dans la zone périphérique soit fine, c'est-à-dire avec 40 à 350 fragments dans un carré de 5cm x 5cm et qu'il n'y ait pas 5 d'aiguilles de plus de 7,5 cm de longueur dans cette même zone périphérique.
Il est par ailleurs connu par différents brevets de réaliser des trempes couvrant l'ensemble du vitrage, mais différenciées suivant ", les zones.
10 C'est ainsi que le brevet FR 1 150 913 propose un dispositif de trempe différenciée comportant un caisson de soufflage dans lequel sont ménagées des chambres distinctes en regard des diverses zones du vitrage à tremper, lesdites chambres communiquant avec le caisson par 15 des orifices d'entrée d'air réglables, en vue d'adapter la quantité d'air arrivant aux buses de soufflage des différentes chambres à l'effet de trempe désire.
De façon analogue, le brevet FR 1 259 550 propose de refroidir le vitrage chaud avec des jets d'air dont la pression de soufflage 20 est plus faible dans la partie centrale qu'à la périphérie du vitrage.
Le brevet FR 1 339 535 décrit, lui, un pare-brise d'un type un peu différent, comprenant comme les précédents, une zone périphérique à fragmentation fine et une zone centrale à fragmentation grossière, mais dans lequel la zone centrale est divisée verticalement par de 25 fines bandes à fragmentation plus fine. Le refroidissement du vitrage en position verticale est effectué par soufflage d'ur. gaz sur ses deux faces et un mouvement d'oscillation dans leur plan vertical peut être imprimé aux buses ou au vitrage.
La Demanderesse a toutefois établi que de tels procédés ne 30 sont pas entièrement satisfaisants, en particulier dans le cas de vi- « träges plans, qui acquièrent un bombage indésiré et dans lesquels malgré tout les différences de trempe entre le centre et la périphérie induisent des altérations de la fragmentation recherchée, risquant de rendre lesdits vitrages inutilisables comme pare-brise d'automobiles.
35 L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de trempe différenciée qui permette d'obtenir des vitrages plans avec une fragmentation autorisant leur utilisation comme pare-brise d'automobiles.
3 '' A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication i d un vitrage plan fortement trempé sur toute sa surface, mais la trempe étant différenciée suivant les zones du vitrage pour répondre à la législation en matière de pare-brise pour véhicules automobiles, dans lequel malgré les traitements différenciés appliqués pour établir une 5 différence de trempe dans les diverses zones, on provoque un figeage du verre de façon simultanée en tout point du vitrage.
Dans un premier mode de réalisation, 1‘invention propose de chauffer uniformément l'ensemble du vitrage, puis de le soumettre à une T· trempe élevée sur toute sa surface par soufflage d'un gaz de refroidis- 10 sement, une avance au refroidissement dans certaines zones, notamment la zone centrale, étant donnée par rapport au refroidissement dans les autres zones, afin que le verre se fige simultanément en tout point du vitrage.
L'avance au refroidissement sera faible et comprise entre 0,1 15 et 2,5 secondes.
De façon connue, le vitrage sera maintenu en position verticale et le soufflage s'effectuera simultanément suivant ses deux faces, à l'aide de caissons de trempe disposés de part et d'autre du vitrage.
De façon également connue et décrite dans le brevet français 20 n° 1 339 535 précité, on imprimera aux caissons, un mouvement alternatif de va-et-vient, dans leur plan vertical.
L'invention sera plus spécialement appliquée à la réalisation de pare-brise plans répondant à la réglementation précitée.
Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on utilisera 25 avantageusement des caissons de trempe comportant deux chambres d'alimentation distinctes, d'une part, pour les buses de soufflage dirigées vers la partie centrale, et, d'autre part, pour celles dirigées vers la périphérie du vitrage, par exemple un caisson du type décrit dans le brevet FR 1 150 913 mentionné ci-dessus.
30 Ainsi qu'il est connu on pourra dans une seconde variante, au 5 lieu de différencier le refroidissement, différencier le chauffage pré cédant le refroidissement, ou combiner la différenciation du chauffage et la différenciation du refroidissement, la contrainte du figeage du verre simultanément sur l'ensemble de la surface du vitrage devant ce-35 pendant être respectée dans tous les cas, et la trempe obtenue sur l'ensemble du vitrage devant être élevée.
Dans le cas de la seconde variante de l'invention, on utilisera des caissons normaux avec une seule chambre d'alimentation, mais, Λ 4 par contre, on disposera a l'intérieur du four des écrans aptes à masquer la zone centrale, ou toute autre partie du vitrage, sur ses deux faces.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins schématiques annexés, qui représentent : 5 - figure 1 : des caissons de trempe avec deux chambres d'ali mentation distinctes pour les buses de soufflage dirigées vers le centre et vers la périphérie du vitrage ; - figure 2 : un four de réchauffage du verre en vue de la trempe, équipé d'écrans pour masquer le centre des vitrages.
10 La description qui va suivre se rapportera essentiellement à la fabrication d'un vitrage présentant une zone centrale devant réserver lors du bris, une visibilité importante et supérieure â 15 %, et une zone périphérique présentant une trempe telle que la fragmentation sera très fine, comme prévu dans les réglementations, mais d'autres ré-15 partitions des différentes zones de trempe sont naturellement possibles.
La figure 1 montre un dispositif de soufflage pour mettre en oeuvre la première variante de l'invention. Il comprend deux caissons 1 et 1' de soufflage disposés verticalement et se faisant face, en ména-20 géant entre eux un espace pour le passage des feuilles de verre, telles que 2, à tremper. Chacun de ces caissons 1 ou Γ est équipé, sur sa face en regard des feuilles de verre 2 à tremper, de buses de soufflage de deux types: dans sa zone centrale, de buses 3 ou 3', alimentées en gaz de soufflage, généralement l'air, par une chambre d'alimentation 4 25 ou 4', dans sa zone périphérique, de buses 5 ou 5', alimentées en gaz de soufflage, l'air également de façon générale, par une chambre d'alimentation 6 ou 6' distincte de la précédente.
Les buses 3 ou 3' dirigées vers la partie centrale du vitrage 2 seront, de préférence, des buses rigides, séparées les unes des au-30 très par un intervalle assez important (plusieurs dizaines de millimètres). Elles seront disposées à une faible distance du verre.
Leur chambre d'alimentation 4, 4' sera reliée à un ventilateur 7 et équipée d'un double système de commande d'alimentation : - une vanne papillon 8 à ouverture par tout ou rien, action-35 née par un vérin pneumatique 9, lui-même sous la dépendance d'une commande logique, - un registre 10 a commande manuelle, permettant à l'opérateur de régler la pression de soufflage.
K
* w ' Les buses 5, 5' ce refroidissement de la périphérie, sercr.t de préférence des buses souples, séparées les unes des autres d'une faible distance, par exemple de l'ordre de la moitié de l'intervalle séparant les buses 3, 3' soufflant sur la partie centrale du vitrage. Elles seront plus éloignées du vitrage que ces dernières. Comme pour 5 elles, leur chambre d'alimentation 6, 6' distincte de 1a précédente, sera connectée à un ventilateur 11 et équipée d'un double système de commande par vanne-papillon 2 et registre 13.
Deux exemples de réalisation d'un tel dispositif pour la mise * en oeuvre de la première variante du procédé selon l'invention, l'un 10 pour la trempe différenciée d'un vitrage de 5 mm d'épaisseur, l’autre pour la trempe d'un vitrage de 4 mm d'épaisseur, vont être décrits ci-après.
EXEMPLE 1
Cet exemple concerne la trempe d'un vitrage de 5 mm d'épais- 15 seur.
Les buses de soufflage 3, 3' dirigées vers la partie centrale sont régulièrement espacées les unes des autres d'une distance L = 35 mm dans le sens horizontal et d'une hauteur h = 30 mm dans le sens vertical.
20 Les buses correspondantes, disposées de part et d'autre du vitrage, sont séparées d'une distance de 35 mm.
Le diamètre de ces buses peut être de 1,5 ou 2,2 mm.
Elles sont alimentées en air de refroidissement sous une pression de 680 mm mesurée à la colonne d'eau (C.E.).
25 Les buses de soufflage 5, 5' dirigées vers la périphérie du vitrage sont elles aussi régulièrement espacées les unes des autres, horizontalement et verticalement, d'une distance L' = 17,5mm à l'horizontale et d'une hauteur h' = 60 mm à la verticale.
Leur diamètre est de 5 mm et la distance séparant les buses 30 disposées de part et d'autre du vitrage et se faisant face est de 95 mm.
Elles sont alimentées en air de refroidissement sous une pression de 370 mm C.E.
Pour une feuille de verre préalablement chauffée à 630°C, le 35 soufflage dirigé vers la partie centrale entre en action 1,3 seconde avant le soufflage dirigé vers la périphérie.
EXEMPLE 2
Cet exemple concerne la trempe d'un vitrage de 4 mm d'épais- Λ 6 seur.
Dans ce cas, les buses 3, 3' dirigées vers le centre et les buses 5, 5' dirigées vers la périphérie du vitrage ont le même espacement que dans le cas précédent, mais leur diamètre est de 2,8 mm pour les deux types de buses.
5 La distance séparant les buses dirigées vers la partie cen trale et disposées de part et d'autre du vitrage est de 34 mm, tandis que, pour les buses tournées vers la périphérie, elle est de 64 mm.
La pression d'alimentation des buses tournées vers le centre est de 480 à 500 mm C.E. tandis que celle des buses dirigées vers la 10 périphérie est de l'ordre de 660 mm C.E.
L'anticipation du soufflage au centre du vitrage est de 1,5 seconde.
Dans les deux exemples cités, les vitrages obtenus sont restés plans malgré la trempe différenciée, et le niveau de trempe est 15 élevé sur l'ensemble de leur surface.
Dans le cas où Ton désire des vitrages destinés à un autre usage que celui de pare-brise d'automobiles, ou si les réglementations venant à changer il devient nécessaire d'avoir une différence de trempe dans des zones réparties autrement qu'au centre et à la périphérie des 20 vitrages, on peut modifier la position des différents types de buses, installer des types de buses supplémentaires pour créer plus de deux zones différentes.
La figure 2 montre un schéma de four vertical de réchauffage du verre en vue de la trempe.
25 Ce four comporte des parois verticales 15 et 16, des éléments chauffants tels que 17, et une sole 18. Un espace est réservé entre les éléments chauffants de chaque paroi pour le passage des feuilles de verre 2.
Des écrans 19 et 20 peuvent être descendus'! l'intérieur du 30 four et disposés en face de la zone centrale du vitrage ou, plus généralement, des zones dont ou veut réduire la température, en vue d'obtenir une trempe plus faible.
Ces écrans 19 et 20 sont, par exemple, des plaques en acier inoxydable d'une surface égale â celle des zones concernées de la 35 feuille de verre. Elles sont disposées parallèlement aux vitrages à des distances de Tordre de 10 à 15 mm des faces desdits vitrages, lorsqu' elles sont en service.
Ces écrans ne sont mis en place qu'à la fin de la période de i 7 chauffege des vitrages, par exemple dans les 15 à 25 derrières seconces d'un chauffage qui dure environ 150 secondes. Le verre sort ainsi du four avec une zone centrale à environ 630 ou 640°C et une zone périphérique à environ 650° ou 660eC. L'écart de température entre les deux zones est donc au maximun de l'ordre de 20 à 30°C.
5 Ensuite, les vitrages sont soumis à un soufflage qui débute au même moment en direction de l'ensemble de leur surface. Les caissons de soufflage comportent alors une seule chambre d'alimentation.
Il est également possible d'obtenir les différences de trempe » entre les différentes zones d'un vitrage, avec figeage simultané du 10 verre en tous les points du vitrage en combinant l'action d'un chauffage différencié suivant les zones, et d'un soufflage décalé dans le temps pour certaines zones.
L'invention apporte donc un procédé simple et facile à mettre en oeuvre avec des éléments de dispositif déjà connus dans la technique 15 antérieure, pour soumettre à une trempe différenciée les différentes zones d'un vitrage, par exemple la partie centrale et la périphérie, tout en assurant la planéité de ces vitrages, d'une part, et une fragmentation conforme aux normes réglementaires pour les pare-brise d'automobiles, d'autre part.
20 25 30 35
Claims (9)
1. Procédé de fabrication d'un vitrage plan fortement trempé sur toute sa surface, ayant cependant différents types de trempe en différentes zones, notamment au centre d'une part, et à la périphérie 5 d'autre part, en particulier pour répondre à la législation en matière de pare-brise plans pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que malgré les traitements différenciés appliqués pour établir les différents types de trempe dans les différentes zones, on provoque un figea-- ge du verre de façon simultanée en tout point du vitrage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe uniformément l'ensemble du vitrage, et en ce qu'on le soumet ensuite à une trempe élevée sur toute sa surface par soufflage d'un gaz de refroidissement, une avance au refroidissement dans certaines zones notamment la zone centrale étant donnée par rapport au refroidissement 15 dans les autres zones, notamment la zone périphérique, afin que le verre se fige simultanément en tout point du vitrage.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'avance au refroidissement dans les zones telles que définies dans la législation comme devant réserver après fragmentation, une visibilité 20 d'au moins 15 %, notamment la zone centrale, est comprise entre 0,1 et 2,5 secondes.
4. Procédé selon Tune des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on imprime aux caissons de soufflage disposés de part et d'autre du vitrage maintenu verticalement un mouvement de va-et-vient dans 25 leur plan vertical.
5. Procédé selon la revendication 1, 'caractérisé en ce que, pour obtenir le figeage simultané en tout point du vitrage, on réalise avant la trempe un chauffage du vitrage, différent entre les parties du vitrage telles que définies dans la législation comme devant réserver 30 après fragmentation une visibilité d'au moins 15 %, notamment la zone centrale, et les autres parties telles que définies comme devant présenter un nombre de fragments compris entre 40 et 350 dans un carré de , 5cmx5cm, sans aiguilles de plus de 7,5 cm de longueur, notamment la zo ne périphérique, et en ce qu'on souffle ensuite du gaz de trempe de fa- 35 çon uniforme sur toute la surface du vitrage.
6. Procédé selon Tune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, pour obtenir le figeage simultané en tout point du vitrage, on réalise une différence de chauffage entre les différentes parties du vitrage devant présenter une trempe différente. % .·'*' 9 ·. ** »
7. Procédé selon l'une des revendications 5 et E, caractérisé en ce que les parties du vitrage devant présenter la visibilité d'au moins 15 % après bris, notamment la zone centrale, sont les moins chauffées.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'écart de température entre les parties du vitrage chauffées à des températures différentes est compris entre 1 et 40°C.
9. Vitrage obtenu par le procédé selon l'une des revendica-“ tions précédentes, caractérisé en ce qu'il possède une zone centrale 10 d'au moins 20cm x 50cm qui présente après bris une visibilité d'au moins 15 %, ce pourcentage étant déterminé par le rapport de la somme des surfaces des fragments d'au moins 2cm2 à la surface totale de cette zone centrale, aucun fragment dans cette zone ne devant avoir une surface supérieure à 16οϊ£, et en ce qu'il possède également une zone pê-15 riphérique contenant après bris de 40 à 350 fragments dans un carré de 5cm x 5cm et aucun fragment allongé en aiguille de plus de 7,5 cm de longueur, ce vitrage étant en outre plan. 20 25 30 35
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