PT86646B

PT86646B - Processo e dispositivo para temperar e eventualmente arquear volumes de vidro por contacto com tensoes de bordo reforcadas

Info

Publication number: PT86646B
Application number: PT86646A
Authority: PT
Inventors: Benoit D Iribarne; Paul Houang
Original assignee: Saint Gobain Vitrage
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1993-08-31
Also published as: PT86646A; FI84808C; FR2610316A1; JPS63260833A; KR950006194B1; EP0277074B1; US4826522A; JP2567438B2; EP0277074A1; FR2610316B1; CA1312468C; FI880398A0; ATE62217T1; ES2022638B3; DE3862199D1; FI880398A; KR880008948A; FI84808B

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA TEMPERER E EVENTUALMENTE ARQUEAR VOLUMES DE VIDRO POR CONTACTO COM TENSÕES DE BORDO REFORÇADAS”.

Benoit D'Iribarne e Paul Houang.

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. França, em 29 de Janeiro de 1987, sob o n«. 87.01063.

INP1 MOO 113 RF 18732

Memória descritiva referente ao pe dido de patente de invenção em nome de Saint-Gobain Vitrage, france sa, industrial, com sede em Les Miroirs, 18, avenue d'Alsace, 92400 Courbevoie, França, para:

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA TEMPERAR E

EVENTUALMENTE ARQUEAR VOLUMES DE VIDRO POR

CONTACTO COM TENSÕES DE BORDO REFORÇADAS i

I O invento refere-se à tempera de volumes de vidro e !eventualmente ao seu arqueamento simultâneo pelo processo chamado por contacto e diz respeito mais particularmente ao trata mento particular das bordas dos volumes de vidro durante essa tempera, eventualmente acompanhada dum arqueamento.

Numa tempera de vidro por ar, quer dizer soprando ar frio para um volume de vidro aquecido ã sua temperatura de teu pera, é sobre as bordas do vidro que o arrefecimento é mais in portante e que a troca térmica é melhor. Daqui resultam sobre / as bordas do vidro temperado a ar, tensões de compressão sobre toda a espessura do vidro e até uma certa distância das bordas que são chamadas vulgarmente tensões de borda. Estas tensões garantem o porte e a solidez desse volume de vidro, sc bretudo durante operações, tais como, a sua montagem numa jane la dum automóvel. De resto, um choque aplicado numa aresta dun volume de vidro temperado ao ar, não provoca geralmente senão uma falha. Pelo contrário, o mesmo choque aplicado na aresta dum volume de vidro temperado por contacto, pode provocar o rebentamento. Trata-se aqui dum defeito inerente ao processo de tempera por contacto em si, visto que a aresta do vidro nãc _ é arrefecida durante a tempera por contacto.

Aliás, neste processo de tempera por contacto, um vo lume de vidro é arrefecido com a ajuda de placas de arrefecimento aplicadas contra a totalidade das suas faces, quer direc tamente quer, de preferência, com intercalação dum material tampão térmico e mecânico.

Assim, ao longo das faces deste volume de vidro, o arrefecimento é favorecido pelo contacto com as placas de arre fecimento ou com o material tampão mas, pelo contrário, nas bordas deste volume de vidro este contacto não existe e daqui resultam tensões de borda excessivamente fracas em valor absoluto e/ou existentes numa profundidade excessivamente fraca, o que se traduz por uma fragilidade dos volumes de vidro assim temperados e qualquer choque sobre as suas bordas.

I | O presente invento visa a resolução desse problema.

!

I Visa fornecer um processo que permita uma tempera dos volumes de vidro suficiente nas suas bordas.

Visa igualmente fornecer volumes de vidro que não tenham a fragilidade das bordas censurável nos volumes obtidos pela técnica anterior, temperados e eventualmente arqueados por contacto.

Propõe para isso um processo de tempera e eventualmente arqueamento por contacto no qual é abaixada a temperatura das bordas dos volumes de vidro em relação ao seu centro, fazendo-se este abaixamento relativo de temperatura antes e/ou idurante a prensagem dos volumes que realizam a tempera e even|tualmente o arqueamento por contacto.

Antes da prensagem da tempera e eventualmente do arqueamento, esta diferença de temperatura entre as bordas e o centro pode ser obtida durante o aquecimento do volume de vidro, colocando máscaras térmicas no forno e/ou aquecendo preferencialmente o centro dos volumes e/ou soprando um gás de

_ arrefecimento, em particular ar, sobretudo ar comprimido.

Durante a prensagem da tempera e eventualmente do ar queamento, esta diferença entre as bordas e o centro é obtida por sopragem dum gás de arrefecimento, em particular ar, sobre tudo ar comprimido.

invento propõe igualmente dispositivos que permitem serem obtidos volumes de vidro tendo tensões de borda sufi cientes.

r ' Propõe em particular um dispositivo de tempera e eventualmente de arqueamento por contacto, compreendendo duas ^!placas de arrefecimento, de preferência revestidas por um mate !rial tampão mecânico e térmico, destinadas a ser aplicadas con |tra as faces das chapas de vidro e compreendendo igualmente jmeios de arrefecimento dispostos para actuar sobre as bordas jdas chapas de vidro.

I

O invento vai ser agora descrito mais em pormenor i com referência às figuras anexas que representam:

i

I - a figura 1 : um esquema geral duma instalação de | arqueamento-tempera por contacto, (- a figura 2 : um esquema da plataforma de arqueamen to-tempera por contacto, equipada segundo o invento com meio de sopragem de gás de arrefecimento sobre as bordas do vidro no decurso da prensagem de arqueamento-tempera,

- a figura 3A, 3B, 3C : vistas do pormenor que mostram variantes de disposição do vidre em relação ãs placas de arrefecimentc

I no caso duma sopragem de gás de arrefecimento no decurso da prensagem.

_ A figura 1 dá o esquema geral duma instalação de ar3

queamento-tempera por contacto. Uma instalação desta natureza compreende um forno 1 de aquecimento das chapas, placas, volumes de vidro V, uma plataforma de tempera e eventualmente arqueamento tendo essencialmente duas placas de arrefecimento 3 e 4 eventualmente cobertas dum material 5 tampão ao mesmo tempo térmico e mecânico, um meio 6 de suporte e de transporte dos volumes de vidro do forno 1 para a plataforma 2 de tempera e eventualmente arqueamento, eventualmente um transportador de rolos e/ou almofada de ar, ou um elemento superior de transferência por depressão, deslocável, por exemplo, sobre carris não representados. Vantajosamente, a plataforma 2 de tempera e eventualmente de arqueamento é seguida duma plataforma 7 de arrefecimento, na qual os volumes de vidro cujas tensões foram congeladas por prensagem entre as placas 3 e 4, vão terminar 'o seu arrefecimento, libertando assim rapidamente as placas 3 le 4 para a prensagem dum outro volume de vidro.

i i

Segundo uma forma de realização ilustrada na figura

2, na plataforma 2 de tempera e de arqueamento eventual, estão previstos meios 10 de arrefecimento das bordas dos volumes de vidro V. Estes meios 10 são, principalmente, meios de soprageir dum gás de arrefecimento, em particular ar, sobretudo ar comprimido .

Estes meios 10 de sopragem podem ser, por exemplo, constituídos por rampas tubulares 11, perfuradas de orifícios 12, que sopram ar em direcção ãs bordas dos volumes de vidro V. Estas rampas 11 podem ser alimentadas, cada uma, por uma conduta de alimentação 13 equipada dum debitometro 14 e duma válvula 15, estando o conjunto destas condutas 13 ligado a um tronco comum 16, munido dum detentor 17, dum manometro 18 e duma válvula 19, este tronco comum 16 estando ramificado no circuito de ar comprimido.

Aliás podem ser usados meios 10 de sopragem dum outro tipo. Também pode ser usado um outro gás, sem ser ar comprimido sem que o invento seja modificado por essa razão.

Na medida em que são pretendidas tensões de borda elevadas, na totalidade das bordas, os meios 10 de sopragem co brem a totalidade das bordas dos volumes de vidro V. Entende-se por bordas dos volumes de vidro V não somente os limites Idas faces dos volumes na sua periferia, mas igualmente os limi. !tes das faces dos volumes na proximidade dum orifício, dum cor te ou entalhe, praticado também tanto na proximidade da perife ria dos volumes de vidro como nas zonas centrais dos referidos volumes, podendo esse orifício, esse corte, esse entalhe servir por exemplo para a fixação dum bloco de fechadura, de dobradiças ou de diversos acessórios.

i As placas de arrefecimento 3 e 4 libertam as bordas dos volumes de vidro V sobre as quais está prevista uma sopragem. As referidas placas 3 e 4 podem ser ligeiramente menores do que os volumes de vidro a tratar, como está ilustrado na fi í gura 3A libertando assim não somente a aresta dos volumes V, jmas igualmente uma margem estreita das suas faces da ordem de alguns milímetros, por exemplo 1 a 10 mm e em particular cerca de 5 mm. Nesta configuração, os meios de sopragem 10 podem ter a forma prevista na figura 3A, isto é, estar divididos em dois jbicos 20 e 21 soprando um sobre a margem duma face do volume de vidro V, o outro sobre a margem da outra face, ligeiramente em direcção do exterior do referido volume V.

Em outra configuração, representada na figura 3B, as placas de arrefecimento 3 e 4 e os volumes de vidro V podem ter sensivelmente as mesmas dimensões.

Numa outra configuração possível, representada na fi gura 3C, as placas de arrefecimento 3 e 4 podem exceder ligeiramente em alguns milímetros os volumes de vidro V.

i

Em qualquer uma das configurações, ligeiras imprecisões da ordem de 1 ou 2 mm sobre o posicionamento dos volumes V em relação às placas 3, 4 não terão prãticamente influência sensível sobre os resultados da tempera.

Foram conduzidas operações diferentes de tempera-arqueamento por contacto associado a uma sopragem sobre as borda 5 e deram lugar às medidas indicadas a seguir:

Exemplo 1:

- volumes de vidro float de 3 mm de espessura.

- temperatura dos volumes imediatamente antes da tempera: 650°C,

- placas de arrefecimento em cobre cobertas dum material tampão,

- rampas de sopragem formadas dum tubo de aço de 10 mm de diametro, perfuradas de orificios de 2 mm de diâmetro com inter : valos reguladores de 12 mm, ligadas ã rede de ar comprimido

I - distância dos orifícios de sopragem em relação â aresta do vidro igual a 10 mm, na configuração ilustrada pela figura 3B, quer dizer, aquela em que as placas 3 e 4 e volumes de vidro têm a mesma dimensão, as rampas 11 soprando em direcção da aresta do vidro,

- pressão sobre a rede de ar comprimido: 1 bar.

I

J

I

A sopragem sobre as bordas tem lugar durante a aplicação das placas de arrefecimento contra os volumes de vidro, quer dizer durante um período de pelo menos 3 seguncbs, de preferência, pelo menos, 5 segundos até 10 segundos e que pode ser mesmo maior, sem prejuízo para a qualidade dos volumes, sendo só penalizada a cadência do processo quando este tempo for ex cessivamente longo.

- tensões das bordas obtidas : 120 MPa,

- tensões de compressão de superfície obtidas : 130 MPa,

- profundidade contada a partir das bordas do vidro e para a qual o vidro se encontra em compressão em toda a sua espessura : 3,5 mm.

_; Exemplo 2 :

Mesmas condições operatórias que no exemplo 1, excepto :

- distância vidro - rampas de sopragem : 6 mm,

- tensões de borda obtidas : 150 MPa,

- tensões de compressão de superfície obtidas : 130 MPa,

- profundidade contada a partir das bordas do vidro e para a qual o vidro se encontra em compressão em toda a sua espessu ra : 8 mm.

;Exemplo 3 :

i

I Mesmas condições que no exemplo 1, excepto no que diz respeito :

í

I j- espessura do vidro : 4 mm, i- distância dos orifícios de sopragem : 4 mm, i- distância vidro - rampas de sopragem : 16 mm, i- tensões de borda obtidas : 140 MPa, tensões de compressão de superfície : 125 MPa,

- profundidade contada a partir das bordas do vidro e para a qual o vidro se encontra em compressão em toda a sua espessu ra : 5 mm.

Jogando sobre a intensidade da sopragem, é possível fazer variar o valor das tensões de borda, podendo essas tensões de borda, caso se queira, ser tão importantes que se exprimem por um algarismo superior ao que exprime as tensões de compressão de superfície, sobretudo mais elevado que, pelo me nos, 30 % na medida em que se queira ao mesmo tempo preservar |a qualidade da tempera chamada Securit requerida para o emprego dos volumes assim temperados, na qualidade de vidro para automóveis. Esta tempera Securit é de tal maneira que depois da fragmentação do vidro, subsiste pelo menos 15 % de visibili dade numa zona central de pelo menos 20 cm x 50 cm, (quer di7

zer que o total das superfícies de todos os fragmentos de pelo menos 2 cm deve ser pelo menos de 15 % da superfície do volume de vidro), nenhum fragmento podendo ter apesar de tudo uma superfície superior a 16 cm , embora a fragmentaçao na zona pe |riférica seja fina quer dizer que se contem de 40 a 350 fragmen tos num quadrado de 5 cm x 5 cm e que não haja agulhas com mais de 7,5 cm de comprimento nesta zona periférica.

As tensões de borda suficientes podem ser obtidas por sopragem durante a tempera por contacto eventualmente com|binada com um arqueamento, de forma a ser obtido um abaixamen| to da temperatura das bordas em relação ã do centro. Podem ser I !igualmente obtidas por uma acção ao nível de aquecimento do vi dro a temperar, quer dizer, um aquecimento diferenciado que ipermita levar a zona das bordas do volume a uma temperatura in ferior ã zona central. Isto é obtido por um aquecimento acenltuado da zona central ou por um aquecimento, uniforme mas com i

'interposição de máscaras térmicas nas bordas e/ou por arrefeci I mento das bordas, por exemplo, por sopragem com a ajuda de ran |pas de sopragem do tipo das já descritas, mas desta vez instaíladas no forno de reaquecimento do vidro.

Aliás, as duas acções, a operada no forno antes da prensagem e a operada na plataforma de tempera e eventualmente arqueamento durante a prensagem, podem ser combinadas.

Graças ao invento, é possível consequentemente seren obtidos volumes de vidro apresentando tensões de borda elevadas, tais que pelo menos as bordas dos volumes de vidro deixen de ser as regiões particularmente frágeis. A tempera por contacto, reforçada nas bordas graças a um arrefecimento das refe ridas bordas pode ser ainda associada eventualmente a um arqueamento simultâneo, apto a conferir aos volumes de vidro ume grande precisão de forma, sem marcas de pinças. Os volumes de vidro assim fabricados são utilizáveis em todos os domínios, em particular no da industria automóvel.

Para mais, pode frizar-se também que esta tempera eventualmente acompanhada dum arqueamento com arrefecimento idas bordas pode ser praticada tanto na vertical como na horizontal .

Além disso, o invento ainda dá a possibilidade dum ar refecimento independente dum lado ao outro. Assim, caso se desejar, pode modular-se a intensidade ou a duração do momento de arrefecimento dum lado ao outro. Isto é particularmente fácil de realizar se for utilizada a sopragem.

Graças a este facto, é possível obter-se volumes de vidro tendo em todas as suas bordas, tensões suficientes para 'evitar a fragilidade mas tendo, além disso, em certas bordas somente tensões bem superiores ãs que são suficientes para evi tar a fragilidade, sobretudo para responder sem danos para o ivolume de vidro aos choques ou em geral ãs solicitações, previstas como podendo ser excepcionalmente grandes nestas bordas particulares. Bem entendido que é igualmente possível fabricar volumes de vidro tendo tensões de bordas suficientes ao longo de certas bordas para evitar a fragilidade daquelas mas, pelo contrário, prãticamente inexistentes ou mais fracas nas outras bordas que se sabe não serem submetidas a choques ou solicitações susceptiveis de provocar a quebra. |

Nestes casos precedentes, quando é utilizada a sopra gem, uma acção sobre as válvulas 15 permite que sejam equilibradas as tensões de borda, dum lado ou outro, como se preten de.

RESUMO

O invento visa a tempera de volumes de vidro e eventualmente o seu arqueamento pelo processo chamado de contacto.

Propõe um processo segundo o qual são reforçadas as tensões de bordo dos volumes de vidro arrefecendo as borbas dos referidos volumes de vidro em relação ã sua zona central, sobretudo por sopragem sobre essas bordas dum gás de arrefecimento.

Propõe igualmente um dispositivo para realizar esse arrefecimento privilegiado das bordas, assim como os volumes de vidro temperados desta maneira.

invento aplica-se à fabricação de vidraças com bordas não frágeis, sobretudo para automóveis.

Claims

_ REIVINDICAÇÕES

1a - Processo de tempera e eventualmente arqueamentc por contacto de volumes de vidro no qual é apli cado nas faces destes volumes de vidro antecipadamente aquecidos na totalidade à sua temperatura de tempera e de arqueamento, placas de arrefecimento eventualmente revestidas dum material tampão térmico e mecânico e eventualmente arqueados, caracterizado pelo facto de ser abaixada a temperatura das bordas dos volumes de vidro em relação à do resto da sua superfí( cie, antes e/ou durante a prensagem realizando a tempera e eventualmente o arqueamento por contacto dos volumes.

ι
2a - Processo de acordo com a reivindicação 1, carac terizado pelo facto de o abaixamento de tempere tura das bordas realizado antes da prensagem ser obtido por aquecimento diferenciado e/ou sopragem nas referidas bordas, ι

dum gas de arrefecimento, em particular ar, sobretudo ar comprimido, a temperatura destas bordas ficando entretanto superior ã temperatura da tempera.
3a - Processo de acordo com a reivindicação 2, carac terizado pelo facto de o aquecimento diferencia - - do ser realizado no forno de re-aquecimento dos volumes de vidro por interposição de anteparos térmicos em frente das bordas .
4a - Processo de acordo com a reivindicação 1, carac terizado pelo facto de o abaixamento de tempera tura das bordas dos volumes de vidro durante a prensagem ser obtido por sopragem nas referidas bordas dum gás de arrefecimento, em particular ar, sobretudo ar comprimido.
5a - Processo de acordo com a reivindicação 4, carac terizado pelo facto de a sopragem ser praticada — na totalidade do comprimento das bordas, em particular, em to- 11 da a periferia dos volumes de vidro.
6a - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o arrefecimento ser modulado dum lado ao outro.
7a - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de depois da prensagem entre as placas de arrefecimento pelo menos até ao congelamento das tensões, os volumes de vidro serem submetidos a um arrefecimento complementar, sobretudo por sopragem de gás de arrefecimento, em particular, ar no con junto da sua superfície.
8a - Dispositivo de tempera e eventualmente arqueamento por contacto de volumes de vidro compreen dendo duas placas de arrefecimento, de preferência revestidas por um material tampão mecânico e térmico, destinadas a ser aplicadas contra as faces dos volumes de vidro, caracterizado pelo facto de compreender além disso meios de arrefecimento, sobretudo pequenos bicos de sopragem dum gás de arrefecimento, dispostos para actuar nas bordas dos volumes de vidro.
9a - Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, ca racterizado pelo facto de as placas de arrefeci mento deixarem um bordo excedente dos volumes de vidro.
10a - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de os pequenos bicos arrefecerem além da aresta dos volumes de vidro, a borda das faces dos volumes de vidro.
11a - Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de as placas de arrefecimento e os volumes de vidro serem sensivelmente da mesma dimensão.
12â - Processo de acordo com qualquer das reivindica ções 1 a 7 e dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 11, caracterizados por os volumes de vidro temperados e eventualmente arqueados por contacto pelo processo e dispositivo apresentarem tensões de borda que po dem ser expressas segundo os volumes ou segundo as bordas dum mesmo volume, por um algarismo, que em função das condições de tempera pode ser inferior, superior ou igual ao que exprime as tensões de compressão da superfície.
13a - Processo e dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o valor das tensões de borda dos volumes de vidro realizados pelo processo dc dispositivo poder atingir em função das condições de tempera, um valor que é pelo menos 30 % superior ao que exprimem as ten sões de superfície, esses volumes apresentando ainda uma tempe ra chamada Sécurit que os torna utilizáveis como vidraças pa ra automóveis.

Correspondente pedido foi depositado em França, sob o n° 87.01063, em 29 de Janeiro de 1987, cuja prioridade reivindica .

Foram inventores: Benoit D'Iribarne, alemão, domiciliado em Am Pannhaus 7, D-5100 Aachen, República Federal da Alemanha; e

Paul Houang, francês, domiciliado em 17, rue Albert Bayet, 75013 Paris, França.

Lisboa, 28 de Janeiro de 1988

2 FOLHAS

FOLHA 2 ,c

FIG-3B

FIG-3C

FIG.3

FIG.3A

2 FOLHAS - FOLHA 1

F1G 1