Procédé de fabrication d'un panneau de verre stratifié cintré
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un panneau de verre stratifié cintré, par exemple un panneau en verre de sécurité stratifié habituellement utilisé comme pare-brise ou lunette arrière d'automobile, cintré de manière à se conformer aux lignes modernes des automobiles.
Le type de pare-brise qui s'est maintenant largement répandu dans la construction automobile consiste en un panneau de verre stratifié (une couche de résine synthétique prise en sandwich entre deux feuilles de verre) qui s'étend de façon ininterrompue sur toute la largeur de l'automobile tout en étant incliné vers l'arrière d'un angle substantiel par rapport à la verticale. Dans beaucoup de cas le parebrise est du type panoramique comportant des parties d'extrémité, fortement cintrées. I1 peut en outre être quelque peu bombé transversalement.
Les opérations de la fabrication du verre de sécurité stratifié forment une série de phases bien définies. La phase de découpage vient en premier lieu, le verre étant alors découpé à plat. Le verre est ensuite cintré, habituellement en traversant un four de cintrage tout en étant supporté par un moule courbe, les deux feuilles de verre qui doivent être finalement jointes l'une à l'autre étant cintrées ensemble en étant déposées l'une sur l'autre sur le moule, ce qui assure une conformité exacte de leurs profils sur la totalité de leurs surfaces. Dans la phase suivante, les feuilles cintrées sont séparées l'une de l'autre et une couche intercalaire de résine synthétique est placée entre elles. Cette phase est appelée phase de stratification.
Un collage préliminaire suit alors et, finalement, le panneau stratifié est traité à chaud et est soudé sous pression et à température élevée dans un autoclave. Les phases citées constituent les phases principales. Il y a évidemment encore des opérations de finissage et de parachèvement.
Les types de moules utilisés pour le cintrage du verre se divisent en deux catégories, des moules concaves et convexes, suivant que le verre est cintré dans un moule concave ou sur un moule convexe.
La tendance actuelle dans l'industrie est aux moules concaves dans lesquels le verre est cintré de manière que sa surface supérieure soit concave. En outre d'autres avantages, ce moule présente le verre cintré dans une position convenant le mieux à une manipulation subséquente. I1 vaut évidemment mieux manipuler une feuille de verre cintrée lorsqu'elle repose sur sa face arrière. On peut en effet facilement la faire passer sur des transporteurs et la déposer sur des tables sans devoir exercer de fortes pressions sur le verre, ou sans courir le risque d'ébrécher ces bords. La même facilité ne semble pas exister lorsque le verre est inversé de manière que sa surface concave soit tournée vers le bas, parce que les deux oreilles d'extrémité du verre empêchent un transport facile et constituent un risque constant de détérioration du verre.
Ces oreilles sont souvent pointues, ce qui écarte la possibilité de faire reposer les feuilles de verre cintrées avec leurs surfaces convexes tournées vers le haut, sans qu'elles soient soutenues.
C'est en grande partie pour ces motifs qu'il était de pratique courante de saisir le verre après qu'il avait quitté le moule et qu'il avait pu se refroidir quelque peu et de l'amener à l'atelier de stratification sur un transporteur, les feuilles ayant leur surface concave tournée vers le haut. Lorsque le verre pénètre dans l'atelier de stratification (un atelier séparé est nécessaire parce que la température et l'humidité doivent être surveillées pour éviter une détérioration de la couche de matière intermédiaire) l'ouvrier abaisse une paire de ventouses sur la feuille de verre supérieure, applique le vide, élève le dispositif supportant les ventouses et soulève ainsi la feuille supérieure.
I1 prend alors un panneau oblong de matière résineuse synthétique appropriée destinée à former la couche intercalaire dans le produit fini et qui a déjà été coupée à mesure. Une matière type de ce genre est le butyral de polyvinyle plastifié. L'ouvrier dépose ensuite cette feuille de matière sur la feuille de verre inférieure avant d'abaisser à nouveau la feuille de verre supérieure.
Cette opération peut être difficile parce qu'il faut que l'ouvrier dépose une feuille mince et lisse de matière plastique flexible sur une surface de verre courbe tout en évitant de plisser la feuille de matière plastique. Cette tâche est rendue plus difficile par le fait que les deux extrémités du verre sont fortement cintrées et remontent presque verticalement dans certains modèles de pare-brise. L'ouvrier ne doit pas seulement égaliser soigneusement la couche intermédiaire en évitant de la plisser, mais il doit également assurer que cette couche reste exactement en place jusqu'à ce qu'elle soit prise en sandwich entre les deux feuilles de verre. Cela suppose de l'habileté pour coordonner l'abaissement de la feuille de verre supérieure avec le maintien en place de la couche intermédiaire. Cette opération peut même nécessiter deux ouvriers pour être exécutée avec succès.
Comme expliqué plus haut, après avoir été stratifié, le panneau subit un traitement de collage préliminaire. Ce collage préliminaire peut être effectué au moyen d'une presse à rouleaux pinceurs ou, de préférence, par évacuation de l'air se trouvant entre les feuilles. Cette évacuation s'opère en général en plaçant une bordure de caoutchouc creuse sur les bords de l'empilage des feuilles de verre et de la feuille intercalaire et en connectant cette bordure à une pompe à vide, de manière à aspirer l'air se trouvant entre les feuilles. Simultanément, on chauffe l'empilage avec ménagement dans une étuve, à une température d'environ 850 C.
Le collage préliminaire a pour résultat de chasser pratiquement tout l'air emprisonné entre ses différentes couches et de produire un joint temporaire entre les feuilles, de manière que l'on puisse ensuite manipuler le panneau de verre avec sécurité comme un tout, sans courir le risque de voir les feuilles se séparer l'une de l'autre.
Pour les motifs exposés plus haut, on avait l'habitude de présenter le verre à l'appareil de collage préliminaire avec sa surface concave disposée vers le haut et, en particulier, les presses à rouleaux pinceurs se sont développées en partant de l'idée que lorsque des panneaux courbés doivent être stratifiés, ils se présenteront de cette manière. Cela étant, les presses à rouleaux pinceurs existantes ne conviennent pas au travail du verre courbé qui se présente autrement qu'avec sa surface concave dirigée vers le haut, et ce fait a eu tendance à cristalliser la tradition que le collage préliminaire doit toujours se faire ainsi.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on place une première feuille de verre cintrée sur un support avec sa surface convexe tournée vers le haut, on place une feuille intercalaire en matière flexible sur cette feuille de verre, on place une seconde feuille de verre cintrée qui épouse la première feuille de verre par-dessus la feuille intercalaire pour former un empilage avec la première feuille de verre et la feuille intercalaire.
Lorsque l'on s'est rendu compte de la possibilité de manipuler les feuilles de verre avec leur côté convexe tourné vers le haut, il saute immédiatement aux yeux que la phase préliminaire de stratification est de beaucoup simplifiée. L'ouvrier qui doit placer la feuille intercalaire entre les deux feuilles de verre travaillera sur une surface convexe. I1 devra donc égaliser et maintenir en place une feuille flexible sur une surface contre laquelle la feuille tendra naturellement à se déposer et à rester en place. A l'encontre de l'ancien mode de travail, dans lequel les bords de la couche intermédiaire s'étendent vers le haut, lorsque l'opération est réalisée avec la feuille de verre inversée, les bords de la feuille flexible s'étendent vers le bas et tendent à rester en place par leur propre poids.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de côté schématique d'une seule feuille de verre dont le côté convexe est tourné vers le haut et qui est supportée par un châssis en bois;
la fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant comment on place une feuille intercalaire sur cette feuille de verre;
la fig. 3 est une vue semblable à la fig. 2 montrant le processus à un stade ultérieur, une seconde feuille de verre étant mise en place;
la fig. 4 est une vue simplifiée d'une presse à rouleaux pinceurs classique modifiée pour recevoir une feuille de verre qui se présente avec sa surface convexe tournée vers le haut;
la fig. 5 est une vue de côté des rouleaux de pinçage de la presse représentée sur la fig. 4, montrant un pare-brise en cours de pressage;
la fig. 6 est une vue semblable à la fig. 4, mais montrant une variante;
la fig. 7 est une coupe, à plus grande échelle, des rouleaux pinceurs de la fig. 4, suivant la ligne VII - VII de la fig. 4;
la fig. 8 est une coupe, à plus grande échelle, des rouleaux pinceurs de la fig. 6, suivant la ligne VIII - VIII de la fig. 6;
la fig. 9 est une autre coupe fragmentaire, à plus grande échelle, des mâchoires des rouleaux pinceurs des fig. 4 et 7, montrant schématiquement la manière dont les rouleaux exécutent une opération de pressage, et
la fig. 10 est une autre coupe fragmentaire, à plus grande échelle, dans l'ensemble semblable à la fig. 9 mais représentant les rouleaux des fig.
6 et 8.
Les fig. 1 à 3 représentent un châssis en bois 1 dont la surface supérieure 2 est galbée et convexe de manière à épouser, du moins autour de sa périphérie, la surface intérieure concave de la première feuille de verre 3. Il n'est évidemment pas nécessaire que le châssis 1 supporte la feuille 3 sur toute sa surface, mais il est essentiel qu'il procure un support ferme sur lequel cette feuille puisse être maintenue de façon appropriée en position inversée. Pour la facilité, le terme inversé 1 sera utilisé dans cette description pour une feuille cintrée, comme la feuille 3, placée en substance horizontalement et avec sa surface convexe tournée vers le haut.
Quoiqu'elle ne soit pas visible sur la fig. 1, on suppose qu'une seconde feuille de verre aura été précédemment placée sur le châssis 2 et que, au stade du processus que cette figure représente, cette seconde feuille aura été soulevée et séparée de la feuille inférieure 3 pour permettre un accès facile à cette dernière.
Comme représenté sur la fig. 2, dans la phase suivante, I'ouvrier dépose une mince feuille 4 de matière intercalaire souple sur la feuille de verre 3.
La facilité comparative avec laquelle l'ouvrier peut placer cette feuille intercalaire sur la feuille de verre 3 et avec laquelle il peut aplanir cette feuille 4 vers le bas pour qu'elle épouse exactement le profil de la feuille de support 3, ressort clairement de la fig. 2. Il est clair également que les oreilles 5 de la feuille intercalaire 4 ne tendent pas à se déplacer de leurs positions aux extrémités de la feuille 3 une fois qu'elles ont été mises en place par l'ouvrier.
La fig. 3 montre l'achèvement de la phase de stratification, la seconde feuille de verre 6 étant abaissée en place au moyen des ventouses 7 qui peuvent se déplacer verticalement, pour venir se déposer sur le dessus de la couche intercalaire 4 et compléter l'ensemble formé par les feuilles de verre et la couche intercalaire.
Le châssis 1 ainsi que l'ensemble qu'il supporte est alors amené à une presse à rouleaux pinceurs.
A cet endroit, l'ensemble est soulevé à la main toujour dans sa position inversée et est introduit entre les rouleaux de la presse.
Les principales particularités d'une presse à rouleaux pinceurs sont représentées sur la vue de face de la fig. 4. Les deux rouleaux pinceurs 8 et 9 sont montés dans des paliers et sont pressés l'un contre l'autre d'une manière classique, par exemple par des ressorts. I1 est supposé que les rouleaux 8 et 9 sont cylindriques, au moins lorsqu'ils sont pressés l'un contre l'autre. Différentes formes des rouleaux pinceurs ont été proposées, entre autres des rouleaux coniques et des rouleaux à sections, c'est-à-dire des rouleaux qui sont divisés transversalement par rapport à leur axe de rotation en une série de sections de rouleaux relativement étroites dont quelques-unes peuvent tourner et/ou glisser indépendamment des autres sections.
Le diamètre du rouleau supérieur 8 est supérieur à celui du rouleau inférieur 9. Des détails de cette presse sont représentés sur les fig. 4, 5, 7 et 9. I1 ressort de la coupe de la fig. 7, que les surfaces des rouleaux 8 et 9 en se rencontrant s'écrasent l'une contre l'autre sur une zone qui s'étend le long du rouleau et qui est définie par une ligne courbe imaginaire désignée par le chiffre de référence 10. Cette zone de contact se forme lorsque les rouleaux se rencontrent sans qu'il y ait une feuille de verre entre eux. Le diamètre du rouleau inférieur 9 étant plus petit (à savoir 14 cm) que celui du rouleau supérieur 8 (20,3 cm), le côté convexe de la ligne courbe 10 est dirigé vers le haut, quoique la courbure de la surface définie par la ligne 10 ne soit pas aussi grande que celle du rouleau inférieur 9.
C'est-à-dire que le rouleau 9 se déforme ou s'aplatit quelque peu lorsque les rouleaux sont en contact mutuel, de la même manière que le rouleau supérieur 8. Cependant, à cause des diamètres relatifs des rouleaux, cet aplatissement sera moindre pour le rouleau 9 que pour le rouleau 8 de sorte que le rouleau 9 reste convexe tandis que le rouleau 8 est défoncé au-delà d'une surface plane véritable pour présenter une forme légèrement çoncave.
L'effet de ces diamètres relatifs des rouleaux, lorsqu'un panneau de verre stratifié 1 1 passe entre eux, est montré sur la fig. 9. Les deux rouleaux tendent à épouser la courbure du verre de manière à former une surface supérieure concave 12 le long du bord inférieur du rouleau supérieur 8 tandis qu'une surface convexe correspondante 13 est formée en regard de la surface 12 sur le périmètre supérieur du rouleau inférieur 9. Les courbures des surfaces 12 et 13 sont sensiblement identiques et épousent le profil du verre 11. De plus, si les rouleaux épousent le verre de façon parfaite, la courbure des surfaces 12 et 13 sera identique à la courbure de la ligne 10 qui se forme lorsque les rouleaux sont pressés l'un contre l'autre sans feuille de verre entre eux.
Il est évidemment impossible de réaliser des rouleaux dont la ligne courbe 10, qui est unique pour un jeu de rouleaux, soit correcte pour chaque partie de la surface du verre, à moins que la courbure du verre ne soit uniforme sur toute son étendue dans le sens de son déplacement. En pratique, cette uniformité de courbure se rencontre rarement. Dans l'exemple le plus commun de panneaux stratifiés, à savoir des pare-brise d'automobiles, il y a un changement marqué de courbure entre la partie médiane du verre et ses deux extrémités fortement cintrées qui relient les oreilles d'extrémité à la partie médiane.
On a constaté qu'il était habituellement souhaitable de choisir les rouleaux de manière qu'ils épousent étroitement les sections du verre dont les rayons de courbure sont les plus courts, de manière qu'il n'y ait pas de tension qui se crée et qui tende à briser le verre en ces points. On a constaté en pratique que le fait que la courbure de la ligne 10 soit inutilement grande pour les parties plus modérément cintrées du verre, ne crée pas de difficultés sérieuses.
I1 est à remarquer à propos de la fig. 9, que la largeur de la surface 12 est sensiblement plus grande que celle de la surface 13 de manière à procurer un support supplémentaire pour le verre près de sa surface convexe. Cette disposition constitue un nouveau facteur qui permet au verre de passer entre les rouleaux en réduisant au minimum toute tension indésirable qui pourrait le détériorer ou le briser.
Dans une seconde presse à rouleaux pinceurs, représentée sur les fig. 6, 8 et 10, la courbure naturelle désirée de la zone de contact des surfaces des rouleaux qui sont directement en contact est obtenue par une différence de nature du caoutchouc des deux rouleaux plutôt que par une différence de diamètre des rouleaux. La fig. 8 montre une surface définie par une ligne courbe 14, cette surface étant formée par la surface de contact d'une paire de rouleaux 15 et 16, la ligne 14 étant courbée exactement de la même façon que la ligne 10 bien que les rouleaux 15 et 16 soient du même diamètre. Comme représenté sur la fig. 10, cette disposition permet aux rouleaux d'épouser naturellement les surfaces 17 et 19, semblables aux surfaces 12 et 13, lorsque le panneau de verre 1 1 passe entre les rouleaux.
Ce dernier effet est obtenu par une différence de dureté des rouleaux 15 et 16. Les rouleaux sont formés, de manière appropriée, de caoutchouc dur habituellement utilisé à cet effet, mais si l'on utilise du caoutchouc ou une matière caoutchouteuse on peut mesurer leur élasticité suivant l'échelle connue sous le nom de duromètre Shore . Par exemple, dans la première forme d'exécution décrite dans laquelle le diamètre du rouleau supérieur est de 20,3 cm et le diamètre du rouleau inférieur de 14 cm, les deux rouleaux sont normalement faits de la même matière dont la dureté au duromètre Shore est de 30 à 35.
(I1 n'est pas courant de prédéterminer la dureté d'un lot de matière de façon plus étroite que dans certaines limites, de sorte que cette dureté est habituellement exprimée par une gamme plutôt que par un chiffre exact.) Dans la seconde forme d'exécution décrite sur les fig. 6, 8 et 10, dans laquelle le rouleau supérieur et le rouleau inférieur ont tous deux le même diamètre (à savoir 14 cm), on peut utiliser une paire de rouleaux pinceurs convenant pour le pressage préliminaire des pare-brise panoramiques semblables à ceux que l'on utilise habituellement, à condition que le rouleau supérieur ait au duromètre Shore une dureté de 10 à 15 et le rouleau inférieur une dureté de 40 à 45.
Dans des variantes, on peut utiliser des rouleaux dont les diamètres diffèrent moins que dans la première forme d'exécution et dont la dureté diffère moins que dans la seconde forme d'exécution. Ainsi, un rouleau supérieur de 17,80 cm et de dureté de 20 à 25 au duromètre constituera un rouleau complémentaire satisfaisant pour un rouleau inférieur de 14 cm de diamètre et d'une dureté de 30 à 35 au duromètre.
Lorsque le diamètre des rouleaux n'est pas constant, il convient de considérer le diamètre moyen du rouleau, mesuré de bout en bout. De même, les rouleaux, particulièrement s'ils sont formés de séries de sections de rouleaux séparées, peuvent avoir une dureté différente dans leur sens longitudinal. I1 est normalement préférable de placer les sections les plus dures au milieu du verre et les sections plus molles vers ses bords latéraux. Le critère pour la production d'une courbure naturelle vers le haut des surfaces de contact des rouleaux est observé en disposant une partie plus molle du rouleau supérieur pressée, sur toute la longueur du rouleau, contre une partie plus dure du rouleau inférieur.
En pratique, il suffit de considérer le rouleau supérieur et de veiller simplement à ce que sa dureté soit inférieure à celle du rouleau inférieur, tout changement dans la dureté d'un rouleau ayant évidemment sa répercussion danrl'autre rouleau.
Manufacturing process of a curved laminated glass panel
The present invention relates to a method of manufacturing a bent laminated glass panel, for example a laminated safety glass panel usually used as a windshield or rear window of an automobile, bent so as to conform to modern lines. automobiles.
The type of windshield that has now spread widely in automotive manufacturing is a laminated glass panel (a layer of synthetic resin sandwiched between two sheets of glass) that runs uninterruptedly across the width. of the automobile while being tilted rearwardly at a substantial angle from the vertical. In many cases the windshield is of the panoramic type comprising end parts, strongly curved. It may also be somewhat curved transversely.
The operations of manufacturing laminated safety glass form a series of well-defined phases. The cutting phase comes first, the glass then being cut flat. The glass is then bent, usually by passing through a bending furnace while being supported by a curved mold, the two sheets of glass which are to be finally joined to each other being bent together by being laid on top of each other. other on the mold, which ensures an exact conformity of their profiles on all of their surfaces. In the next phase, the bent sheets are separated from each other and an interlayer of synthetic resin is placed between them. This phase is called the stratification phase.
Preliminary gluing then follows and, finally, the laminate panel is heat treated and is welded under pressure and at elevated temperature in an autoclave. The phases mentioned constitute the main phases. There are obviously still finishing and finishing operations.
The types of molds used for bending glass fall into two categories, concave and convex molds, depending on whether the glass is bent in a concave mold or on a convex mold.
The current trend in the industry is for concave molds in which the glass is bent so that its top surface is concave. In addition to other advantages, this mold presents the bent glass in a position most suitable for subsequent handling. It is obviously better to handle a curved sheet of glass when it rests on its rear face. It can in fact be easily passed over conveyors and placed on tables without having to exert strong pressure on the glass, or without running the risk of chipping these edges. The same ease does not seem to exist when the glass is inverted so that its concave surface faces downwards, because the two end ears of the glass prevent easy transport and are a constant risk of damage to the glass.
These ears are often pointed, which precludes the possibility of resting the arched glass sheets with their convex surfaces facing upwards, without them being supported.
It was largely for these reasons that it was common practice to grab the glass after it had left the mold and had been able to cool somewhat and bring it to the laminating shop on a conveyor, the sheets having their concave surface facing upwards. As the glass enters the laminating workshop (a separate workshop is necessary because temperature and humidity must be monitored to prevent deterioration of the intermediate material layer) the worker lowers a pair of suction cups onto the sheet. top glass, applies vacuum, lifts the device supporting the suction cups and thus lifts the top sheet.
I1 then takes an oblong panel of suitable synthetic resinous material intended to form the interlayer in the finished product and which has already been cut to size. A typical material of this kind is plasticized polyvinyl butyral. The worker then deposits this sheet of material on the lower sheet of glass before lowering the upper sheet of glass again.
This can be difficult because the worker needs to lay a thin, smooth sheet of flexible plastic material on a curved glass surface while avoiding wrinkling of the plastic sheet. This task is made more difficult by the fact that the two ends of the glass are strongly arched and go up almost vertically in some models of windshields. The worker should not only carefully level the middle layer, avoiding wrinkling, but he should also ensure that this layer stays exactly in place until it is sandwiched between the two sheets of glass. This requires skill in coordinating the lowering of the top sheet of glass with the holding of the middle layer in place. This operation may even require two workers to be completed successfully.
As explained above, after having been laminated, the panel undergoes a preliminary bonding treatment. This preliminary bonding can be carried out by means of a nip roller press or, preferably, by evacuating the air located between the sheets. This evacuation is generally carried out by placing a hollow rubber border on the edges of the stack of glass sheets and of the interlayer sheet and by connecting this border to a vacuum pump, so as to suck the air present. between the sheets. At the same time, the stack is gently heated in an oven, to a temperature of about 850 C.
The preliminary gluing has the result of expelling practically all the air trapped between its various layers and of producing a temporary seal between the sheets, so that one can then handle the pane of glass safely as a whole, without running the risk that the leaves will separate from each other.
For the reasons explained above, it was customary to present the glass to the preliminary gluing apparatus with its concave surface facing upwards and, in particular, nip roller presses have developed from the idea that when curved panels are to be laminated, they will look this way. However, the existing nip roller presses are not suitable for working with curved glass which presents itself other than with its concave surface facing upwards, and this fact has tended to crystallize the tradition that preliminary gluing must always be done. so.
The method according to the invention is characterized in that one places a first bent glass sheet on a support with its convex surface facing upwards, one places an intermediate sheet of flexible material on this sheet of glass, one places a second one. curved sheet of glass which hugs the first sheet of glass over the spacer sheet to form a stack with the first sheet of glass and the spacer sheet.
When it is realized that it is possible to handle the glass sheets with their convex side facing upwards, it immediately becomes apparent that the preliminary phase of lamination is greatly simplified. The worker who must place the interlayer between the two sheets of glass will work on a convex surface. It will therefore have to level and hold in place a flexible sheet on a surface against which the sheet will naturally tend to settle and remain in place. Unlike the old way of working, in which the edges of the intermediate layer extend upward, when the operation is performed with the glass sheet inverted, the edges of the flexible sheet extend towards down and tend to stay in place by their own weight.
The appended drawing illustrates, by way of example, an implementation of the method according to the invention.
Fig. 1 is a schematic side view of a single sheet of glass, the convex side of which faces upwards and which is supported by a wooden frame;
fig. 2 is a view similar to FIG. 1 showing how a spacer sheet is placed on this sheet of glass;
fig. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the process at a later stage, with a second sheet of glass being placed;
fig. 4 is a schematic view of a conventional nip roller press modified to receive a glass sheet which is presented with its convex surface facing upward;
fig. 5 is a side view of the nip rolls of the press shown in FIG. 4, showing a windshield being pressed;
fig. 6 is a view similar to FIG. 4, but showing a variant;
fig. 7 is a section, on a larger scale, of the nip rollers of FIG. 4, along line VII - VII of fig. 4;
fig. 8 is a section, on a larger scale, of the nip rollers of FIG. 6, along line VIII - VIII of fig. 6;
fig. 9 is another fragmentary section, on a larger scale, of the jaws of the nip rollers of FIGS. 4 and 7, schematically showing how the rollers perform a pressing operation, and
fig. 10 is another fragmentary section, on a larger scale, generally similar to FIG. 9 but representing the rollers of FIGS.
6 and 8.
Figs. 1 to 3 show a wooden frame 1 whose upper surface 2 is curved and convex so as to match, at least around its periphery, the concave inner surface of the first sheet of glass 3. It is obviously not necessary that the frame 1 supports the sheet 3 over its entire surface, but it is essential that it provides a firm support on which this sheet can be properly held in the inverted position. For convenience, the inverted term 1 will be used in this description for a curved sheet, like sheet 3, placed substantially horizontally and with its convex surface facing upward.
Although it is not visible in fig. 1, it is assumed that a second sheet of glass will have been previously placed on the frame 2 and that, at the stage of the process that this figure represents, this second sheet will have been lifted and separated from the bottom sheet 3 to allow easy access to the glass. the latter.
As shown in fig. 2, in the next phase, the worker deposits a thin sheet 4 of flexible interlayer material on the glass sheet 3.
The comparative ease with which the worker can place this interlayer sheet on the glass sheet 3 and with which he can flatten this sheet 4 downwards so that it exactly matches the profile of the support sheet 3 is clearly apparent from the fig. 2. It is also clear that the ears 5 of the interlayer sheet 4 do not tend to move from their positions at the ends of the sheet 3 once they have been put in place by the worker.
Fig. 3 shows the completion of the lamination phase, the second glass sheet 6 being lowered into place by means of the suction cups 7 which can move vertically, to come to rest on top of the interlayer 4 and complete the assembly formed by the glass sheets and the interlayer.
The frame 1 and the assembly it supports are then brought to a nip roller press.
At this point, the assembly is lifted by hand, still in its inverted position, and is introduced between the press rollers.
The main features of a nip roller press are shown in the front view of FIG. 4. The two pinch rollers 8 and 9 are mounted in bearings and are pressed against each other in a conventional manner, for example by springs. It is assumed that the rollers 8 and 9 are cylindrical, at least when they are pressed against each other. Different shapes of nip rollers have been proposed, among others taper rollers and sectional rollers, i.e. rollers which are divided transversely with respect to their axis of rotation into a series of relatively narrow roller sections of which some can turn and / or slide independently of the other sections.
The diameter of the upper roll 8 is greater than that of the lower roll 9. Details of this press are shown in Figs. 4, 5, 7 and 9. I1 emerges from the section of FIG. 7, that the surfaces of the rollers 8 and 9 upon meeting collide with each other over an area which extends along the roll and which is defined by an imaginary curved line designated by the numeral 10 This contact zone is formed when the rolls meet without there being a sheet of glass between them. Since the diameter of the lower roller 9 is smaller (i.e. 14 cm) than that of the upper roller 8 (20.3 cm), the convex side of the curved line 10 is directed upwards, although the curvature of the surface defined by line 10 is not as big as that of lower roll 9.
That is, the roller 9 deforms or flattens somewhat when the rollers are in contact with each other, in the same way as the upper roller 8. However, due to the relative diameters of the rollers, this flattening will be. lesser for roller 9 than for roller 8 so that roller 9 remains convex while roller 8 is knocked out beyond a true flat surface to present a slightly concave shape.
The effect of these relative diameters of the rollers, when a laminated glass panel 11 passes between them, is shown in FIG. 9. The two rollers tend to conform to the curvature of the glass so as to form a concave upper surface 12 along the lower edge of the upper roller 8 while a corresponding convex surface 13 is formed facing the surface 12 on the upper perimeter. of the lower roller 9. The curvatures of the surfaces 12 and 13 are substantially identical and follow the profile of the glass 11. In addition, if the rollers conform to the glass perfectly, the curvature of the surfaces 12 and 13 will be identical to the curvature of the glass. line 10 which forms when the rolls are pressed against each other without a sheet of glass between them.
It is obviously impossible to make rollers whose curved line 10, which is unique for a set of rollers, is correct for each part of the surface of the glass, unless the curvature of the glass is uniform over its entire extent in the direction of its movement. In practice, this uniformity of curvature is rarely encountered. In the most common example of laminated panels, namely automobile windshields, there is a marked change in curvature between the middle portion of the glass and its two strongly arched ends which connect the end ears to the middle part.
It has usually been found desirable to choose the rollers so that they closely match the sections of the glass with the shortest radii of curvature, so that no tension is created and which tends to break the glass at these points. It has been found in practice that the fact that the curvature of the line 10 is unnecessarily large for the more moderately arched parts of the glass does not create serious difficulties.
It should be noted with regard to FIG. 9, that the width of the surface 12 is substantially greater than that of the surface 13 so as to provide additional support for the glass near its convex surface. This arrangement is a new factor which allows the glass to pass between the rollers minimizing any unwanted tension which could damage or break it.
In a second nip roller press, shown in Figs. 6, 8 and 10, the desired natural curvature of the contact zone of the surfaces of the rollers which are directly in contact is obtained by a difference in the nature of the rubber of the two rollers rather than by a difference in the diameter of the rollers. Fig. 8 shows an area defined by a curved line 14, this area being formed by the contact area of a pair of rollers 15 and 16, line 14 being curved in exactly the same way as line 10 although rollers 15 and 16 are curved. 16 are of the same diameter. As shown in fig. 10, this arrangement allows the rollers to naturally match the surfaces 17 and 19, similar to the surfaces 12 and 13, when the glass panel 1 1 passes between the rollers.
The latter effect is obtained by a difference in the hardness of the rollers 15 and 16. The rollers are suitably formed of hard rubber usually used for this purpose, but if rubber or a rubbery material is used, they can be measured. elasticity according to the scale known as the Shore durometer. For example, in the first embodiment described in which the diameter of the upper roll is 20.3 cm and the diameter of the lower roll is 14 cm, the two rollers are normally made of the same material with a Shore durometer hardness. is 30 to 35.
(It is not common to predetermine the hardness of a batch of material more narrowly than within certain limits, so this hardness is usually expressed as a range rather than an exact number.) In the second form of execution described in fig. 6, 8 and 10, in which the upper roller and the lower roller both have the same diameter (i.e. 14 cm), a pair of nip rollers suitable for the preliminary pressing of panoramic windshields similar to those which it is usually used, provided that the upper roll has a Shore durometer a hardness of 10 to 15 and the lower roll a hardness of 40 to 45.
In variants, it is possible to use rollers whose diameters differ less than in the first embodiment and whose hardness differs less than in the second embodiment. Thus, an upper roll of 17.80 cm and of hardness of 20 to 25 durometer will constitute a satisfactory complementary roll for a lower roll of 14 cm in diameter and of hardness of 30 to 35 durometer.
When the diameter of the rolls is not constant, the average roll diameter, measured end to end, should be considered. Likewise, the rollers, particularly if they are formed from a series of separate roll sections, may have different hardness in their longitudinal direction. It is normally preferable to place the harder sections in the middle of the glass and the softer sections towards its side edges. The criterion for producing a natural upward curvature of the contact surfaces of the rolls is observed by having a softer portion of the upper roll pressed, along the entire length of the roll, against a harder portion of the lower roll.
In practice, it suffices to look at the upper roll and simply ensure that its hardness is lower than that of the lower roll, any change in the hardness of one roll obviously having its repercussion in the other roll.