La présente invention concerne une nouvelle meule de façonnage du verre, notamment du verre dit 'plat' (verre en feuille ou vitrage, que la feuille soit plane ou courbée notamment), en particulier du verre dit "mince" (d'épaisseur inférieure ou égale à 2.6 mm, en particulier inférieure ou égale à 2.1 mm), et le cas échéant du verre dit "épais", c'est-à-dire d'épaisseur supérieure à 2.6 mm (en particulier comprise entre 2.6 mm et 4 mm), notamment dans le domaine automobile, ladite meule étant destinée en particulier au façonnage de vitrages de véhicules tels que des pare-brises, des vitrages pour toits ou pour vitrages latéraux feuilletés, ou le cas échéant de type lunettes arrières, etc. L'invention concerne également un procédé de fabrication de la dite meule ainsi que son utilisation pour façonner des vitrages tels que précités, notamment pour véhicules automobiles, ou tout autre verre, en particulier d'épaisseur inférieure ou égale à 4 mm, notamment d'épaisseur inférieure ou égale à 2.6 mm. L'invention concerne en outre un nouveau procédé de façonnage du verre, en particulier de façonnage de vitrages automobiles, utilisant cette meule et permettant notamment d'atteindre des vitesses d'avance de façonnage supérieures ou égales à 30 m/min.

L'invention est relative au domaine de la transformation du verre plat. Des meules ont été spécialement développées pour le domaine automobile, mais peuvent être utilisées pour toute application verrière utilisant des verres de même épaisseur. Ces meules de façonnage pour matériaux durs de type verre sont composées de matériaux abrasifs, tels que des diamants synthétiques qui, grâce à leurs propriétés de haute dureté et de résistance thermique, peuvent couper de nombreux matériaux. Ces diamants ou matériaux abrasifs se trouvent généralement dans une matrice ou liant, généralement métallique (notamment à base de cobalt), cet ensemble destiné au façonnage entourant généralement un noyau central, par exemple métallique (notamment en acier inoxydable ou inox), et étant également inséré le cas échéant entre deux parties métalliques pouvant notamment renforcer sa tenue mécanique, faciliter sa fixation, permettre son équilibrage, etc.

Dans le façonnage du verre, on tient généralement compte de quatre paramètres importants : la vitesse d'avance de façonnage (en m/min), la qualité du joint de façonnage (évaluée en observant la concentration et la taille des écailles induites par le façonnage, la qualité du joint demandée dépendant du cahier des charges fixé par le constructeur automobile et étant évaluée dans la présente demande par un appareil de référence GQM commercialisé par la société Bystronic Maschinen AG, cet appareil calculant la taille et la concentration des écailles), la durée de vie de la meule, et la fréquence d'avivage de la meule (ravivage consistant généralement à nettoyer la meule et à remettre à surface les diamants, cette opération induisant une perte de temps et une usure de la meule par abrasion de son liant métallique). La vitesse d'avance de façonnage est habituellement inférieure ou égale à 20 - 22 m/min en moyenne, et la fréquence d'avivage est généralement de l'ordre d'un avivage tous les 90 à 135 m de verre façonné (soit tous 20 ou 30 verres pour des périmètres de verre de l'ordre de 4.5 m).

L'augmentation de la vitesse d'avance de façonnage permettrait de réduire les temps de cycle (et ainsi d'augmenter la productivité) et de réduire les investissements sur les machines de production. Ainsi, on serait capable d'alimenter un four avec, par exemple, une ou deux machines de façonnage au lieu de trois actuellement (pour le verre utilisé dans les feuilletés); cependant une telle vitesse pose le problème de solliciter énormément la meule de façonnage.

De ce fait, les meules actuellement disponibles sur le marché ne sont pas adaptées à un façonnage haute vitesse, lequel reste difficilement faisable pour les raisons suivantes notamment :

- à des vitesses d'avance d'au moins 30m/min, le phénomène de brûlage

(température trop importante au point de contact verre/meule induisant l'arrachement du verre et non le façonnage, ce phénomène, visible et identifiable, se caractérisant par un trait blanc à la surface du verre, des flammes apparaissant en outre dans le carter d'arrosage lors du façonnage) apparaît très rapidement (au bout de quelques vitrages), rendant inacceptable la qualité du joint façonné,

- à des vitesses d'avance d'au moins 30 m/min, la fréquence d'avivage est bien plus importante (pouvant monter à un avivage tous les 22.5 m à 45 m (ou tous les 5 à 10 verres façonnés pour des périmètres de verre de l'ordre de 4.5 m),

- la qualité du joint varie en outre au cours du procédé de fabrication (dégradation ponctuelle).

La présente invention a donc cherché à mettre au point une nouvelle meule de façonnage du verre, en particulier plat, et notamment du verre mince, voire du verre épais, adaptée au domaine de l'automobile notamment, permettant entre autres le façonnage des verres monolithiques utilisés dans les vitrages feuilletés tels que les pare-brises, les vitrages feuilletés pour toits ou les vitrages feuilletés latéraux automobiles, ou le façonnage de tout autre verre (ou matériau verrier) d'épaisseur inférieure ou égale à 4 mm notamment, en particulier d'épaisseur inférieure ou égale à 2.6 mm (verre mince), voire inférieure ou égale à 2.1 mm, ladite meule rendant possible l'augmentation de la vitesse d'avance de façonnage (en particulier permettant d'obtenir une vitesse d'avance de façonnage supérieure ou égale à 30m/min), sans pour autant présenter les inconvénients ou incompatibilités vues précédemment, en particulier permettant de maintenir une bonne qualité du joint de façonnage (notamment un nombre de défauts visibles, c'est-à-dire un nombre de défauts de longueur supérieure à 250 μιτι en surface du verre, inférieur à 7 par décimètre), tout en offrant une durée de vie égale à au moins 50 km de joint façonné, avec une fréquence d'avivage n'excédant pas 1 avivage tous les 90 m de verre façonné (soit un avivage tous les 20 verres pour des périmètres usuels de verre de l'ordre de 4.5 m).

Ce but est atteint selon l'invention par une meule de façonnage, destinée au façonnage du verre, notamment du verre plat, d'épaisseur inférieure ou égale à 4 mm, en particulier d'épaisseur comprise entre 1 .6 et 3.85 m, et notamment du verre mince, d'épaisseur inférieure ou égale à 2.6 mm, en particulier d'épaisseur comprise entre 1 .6 et 2.6 mm, mais aussi le cas échéant du verre épais, d'épaisseur comprise en particulier entre 2.6 et 3.85 mm, cette meule étant adaptée et avantageusement destinée au façonnage à haute vitesse, cette meule comprenant au moins une partie abrasive, destinée au façonnage, ladite partie abrasive étant formée d'au moins un liant métallique (au moins un métal, ce liant étant avantageusement un alliage dans la présente invention) et de diamants répartis dans le liant, ledit liant présentant une dureté Rockwell B comprise entre 95 et 105 et étant à base de tungstène, et les diamants présentant une taille comprise entre 75 et 95 μιτι et une concentration comprise entre 2.2 et/cm ³ et 2.64 et/cm ³ (concentration dans la partie abrasive, formée du liant et des diamants).

La meule selon l'invention est particulièrement adaptée au façonnage du verre plat, comme indiqué précédemment, notamment du verre plat provenant d'un float (ou obtenu par procédé float), en particulier du verre en feuille ou vitrage utilisé dans le domaine automobile, et notamment au façonnage du verre mince, d'épaisseur inférieure ou égale à 2.6 mm, en particulier inférieure ou égale à 2.1 mm (notamment façonnage de vitrages pour feuilletés destinés à former des pare-brises, toits ou latéraux feuilletés, etc.), mais le cas échéant elle convient également avec avantages pour le façonnage du verre (plat) épais, d'épaisseur comprise notamment entre 2.6 et 4 mm, notamment entre 2.6 et 3.85 mm (façonnage de feuilles de verre ou vitrages utilisés comme verres monolithiques dans le domaine automobile pour former par exemple des lunettes arrières, toits, vitrages latéraux automobiles, etc.).

La meule selon l'invention est particulièrement avantageuse car elle rend possible le façonnage à des vitesses d'avance égales à 30m/min au moins, tout en conservant une bonne qualité de joint, une fréquence d'avivage n'excédant pas un avivage tous les 90 m et une durée de vie égale à au moins 50 km de verre façonné. La combinaison des caractéristiques mentionnées dans la définition de l'invention rend possible l'augmentation de la vitesse de façonnage sans subir les inconvénients précités.

La meule selon l'invention se présente généralement sous forme d'un disque de diamètre compris entre 130 et 250 mm, par exemple de l'ordre de 150 mm, formé d'un noyau (annulaire) central métallique (par exemple en acier inoxydable ou inox) et d'une couronne (ou anneau) périphérique (entourant le noyau sur la tranche) présentant une partie (généralement médiane) abrasive, enchâssée entre deux parties métalliques (généralement en inox comme le noyau). La meule est obtenue en assemblant les parties métalliques, se présentant déjà essentiellement en forme (toutes les parties précitées à l'exception de la partie abrasive), et en ajoutant dans l'espace entre les parties métalliques périphériques, le mélange abrasif (le liant, sous forme d'un mélange de poudres métalliques, et les diamants), puis en chauffant l'ensemble sous pression afin d'opérer le frittage du liant et la cohésion des différentes parties entre elles. Un ou des profils (généralement deux profils au plus sont prévus dans l'épaisseur ou sur la tranche de la partie abrasive) appropriés pour le façonnage visé (par exemple au moins un profil requis pour obtenir un chant arrondi sur le bord d'un vitrage) peuvent ensuite être donnés à la partie abrasive sur son bord apparent, par exemple par électroérosion, ces profils étant par la suite ravivés ou entretenus à l'aide de bâtons d'avivage appropriés (ces bâtons étant généralement à base d'alumine). L'épaisseur de la partie abrasive pour les applications automobiles préférées visées est généralement comprise entre 6.4 et 10 mm, la profondeur de la partie abrasive à l'intérieur de la meule (jusqu'au noyau métallique) étant généralement du même ordre (entre 6.4 et 10 mm).

Comme évoqué précédemment, la combinaison des caractéristiques de liant et de diamants sélectionnés permet d'obtenir les avantages précités. En particulier, le liant de la partie abrasive est choisi de façon à présenter une dureté Rockwell B comprise entre 95 et 105, cette dureté étant mesurée selon la norme EN ISO 6508-1 , la dureté étant liée notamment à la composition du liant et influant notamment sur la durée de vie de la meule et la fréquence d'avivage. Comme indiqué dans la définition de l'invention, le liant est à base de (métal) tungstène, le tungstène étant avantageusement son composant majoritaire, le liant en particulier étant formé (à partir) d'au moins 58% (et de préférence d'au moins 59%, notamment d'au moins 60%, en particulier d'au moins 61 %) et préférentiellement d'au plus 75% en poids de (poudre de) tungstène la taille des particules de tungstène/de ladite poudre n'excédant pas avantageusement 100 μιτι.

Comme évoqué précédemment, outre le tungstène, composant majoritaire du liant, ce dernier est également avantageusement formé à partir d'autre métaux et constitue un alliage de ces différents métaux. De façon avantageuse, la composition (exprimée en pourcentages pondéraux) du liant est la suivante (c'est- à-dire le liant est obtenu à partir du mélange des composants (métaux) suivants, leur cohésion notamment étant obtenue par frittage comme évoqué précédemment):

- (poudre de) tungstène 58-75%, en particulier 59-75%,

- (poudre de) bronze 30-37%, en particulier 28-33 %

- (poudre de) chrome 0.5- 5%, en particulier environ 1 %

- (poudre de) nickel 0.5-5%, en particulier environ 1 %,

le bronze étant formé pour 75 à 85% en poids de cuivre et pour 15 à 25% en poids d'étain, en particulier formé d'environ 80% de cuivre et 20% d'étain.

La taille des particules de bronze est avantageusement choisie inférieure à 100 μιτι, celle des particules de chrome est choisie inférieure à 50 μιτι, et celle des particules de nickel est choisie inférieure à 50 μιτι. Le taux de tungstène peut être le cas échéant plus élevé pour le façonnage du verre épais que pour le verre mince dans la présente invention, étant par exemple notamment de l'ordre de 61 à 75%, par exemple de l'ordre de 65 à 70%, dans le cas du verre épais notamment, ou alors pouvant être plutôt de l'ordre de 59 à 70%, par exemple de l'ordre de 59 à 65%, dans le cas du verre mince notamment.

Le liant ainsi sélectionné contribue notamment à obtenir la fréquence d'avivage et la durée de vie recherchées.

Les diamants présents dans la partie abrasive sont généralement synthétiques. Leur taille (exprimée par la moyenne arithmétique des diamètres des cercles ou sphères dans lesquels les diamants s'inscrivent et généralement évaluée par criblage notamment selon la norme ANSI B74-16 ou FEPA) est choisie dans la présente invention comprise entre 75 et 95 μιτι (ou encore comprise entre 180 et 240 mesh, la correspondance entre la taille en mesh et la taille en μιτι étant évaluée selon la norme FEPA (Fédération Européenne des fabricants de produits abrasifs)). La concentration desdits diamants selon l'invention (généralement évaluée par pesée lors de la fabrication de la meule) est également comprise entre 2,2 et/cm ³ (c'est-à-dire carats par cm ³ ) et 2.64 et/cm ³ , ce qui correspond également à une concentration comprise entre 0.44 g/cm ³ et 0.528 g/cm ³ de diamants dans la partie abrasive (correspondant également à un taux entre 10 et 20% en volume de diamants dans la partie abrasive). Selon un mode de réalisation avantageux, en particulier lorsque les teneurs en tungstène du liant sélectionné sont les plus basses (par exemple sont comprises entre 58 et 70%), les diamants sont choisis pourvus (pour la majorité d'entre eux, en particulier au moins 90% et de préférence 100%) d'au moins un revêtement (en particulier une couche, voire plusieurs) de titane ou le cas échéant à base de titane, le taux de titane étant préférentiellement compris entre 2 et 10% en poids dudit diamant revêtu (par exemple étant de l'ordre de 6% en poids). Ce revêtement ou enrobage se fait en particulier sur les diamants avant fabrication de la meule, par exemple par dépôt physique sous vide de film mince en phase vapeur (dépôt PVD - ou "physical vapor déposition"-, par exemple par pulvérisation cathodique) ou par electrodeposition ou par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur les diamants avant leur utilisation pour fabriquer la meule selon l'invention. Le fort taux de tungstène et/ou la présence de ce revêtement de titane à la surface des diamants permet notamment la formation de carbure à l'interface liant/diamants lors de la cuisson de la meule pendant sa fabrication, ce qui tend à limiter le phénomène de déchaussement des diamants lors du procédé de façonnage.

Comme indiqué précédemment, la meule selon l'invention rend possible le façonnage à des vitesses d'avance égales à 30 m/min au moins; on peut la qualifier à ce sujet de meule haute vitesse.

L'invention vise également à ce sujet un nouveau procédé (ou une nouvelle opération) de façonnage du verre, en particulier de façonnage de feuilles de verre ou vitrages, en particulier automobiles tels que ceux utilisés pour former des pare- brises, des vitrages pour toits ou pour vitrages latéraux, d'épaisseur inférieure ou égale à 4 mm, en particulier inférieure ou égale à 2.6 mm, notamment inférieure ou égale à 2.1 mm, utilisant la meule précitée et permettant ainsi d'atteindre notamment des vitesses d'avance de façonnage supérieures ou égales à 30 m/min.

Dans un mode de réalisation avantageux, ce procédé se caractérise également par un rapport de la vitesse de rotation de la meule (en m/min, cette vitesse de rotation variant généralement entre 2400 et 4200 m/min) sur la vitesse d'avance de façonnage (en m/min, c'est-à-dire en mètre de verre façonné par minute, cette vitesse d'avance de façonnage variant généralement entre 20 et 33 m/min, la meule selon l'invention permettant aussi bien de travailler à haute vitesse qu'à basse vitesse, l'avantage dans ce dernier cas étant notamment une durée de vie de la meule significativement améliorée) compris entre 60 et 180, un tel rapport permettant d'obtenir une bonne efficacité de la meule selon l'invention en même temps qu'une vitesse d'avance élevée.

L'invention couvre également un procédé de fabrication de vitrages, notamment pour l'automobile, en particulier de pare-brises, vitrages pour toits ou pour vitrages latéraux, incorporant une opération de façonnage telle que précédemment revendiquée selon l'invention, ainsi qu'un dispositif de fabrication de vitrages, incorporant la meule selon l'invention.

Les avantages du procédé ou de l'opération de façonnage selon l'invention sont multiples :

- il est possible de réduire les coûts d'investissements en réduisant le nombre de machines de façonnage requises pour alimenter les fours de formage, - il est également possible de réduire les temps de cycle (le gain de temps de façonnage d'un verre au suivant étant de l'ordre de 30% par rapport aux procédés de façonnage habituels) au cours du façonnage, entraînant ainsi des gains de productivité (baisse de plusieurs %, voire dizaines de % sur le temps de cycle notamment),

- sur une ligne industrielle de fabrication de pare-brises, vitrages automobiles pour toits ou latéraux, il est également possible de limiter les arrêts de ligne, le façonnage à des vitesses élevées permettant d'assurer une continuité dans l'approvisionnement ultérieur de la machine de sérigraphie sans ralentissement lié au façonnage du verre.

La meule selon l'invention est particulièrement adaptée au façonnage du bord des verres, en vue de donner un profil particulier (en formant par exemple un arrondi sur les bords et supprimant ainsi les angles vifs) au chant des verres destinés à former les vitrages désirés. Dans le domaine automobile, ces verres sont issus notamment de procédés float et subissent généralement l'opération de découpe et de façonnage après formation. Généralement, les feuilles de verre issues du procédé float subissent au préalable une étape de découpe à la forme souhaitée, puis sont façonnées, lavées, avant de subir cas échéant une étape de sérigraphie, avant l'étape de formage ou de bombage (par exemple par dépôt sur un cadre de bombage ou armature métallique appropriée puis passage dans un four, par exemple à une température de l'ordre de 650°C), destinée à donner le cas échéant la courbure appropriée au vitrage (en particulier pour les applications automobiles), ce formage ou bombage pouvant s'opérer simultanément sur plusieurs feuilles destinées à être combinées au sein d'un même feuilleté, les feuilles de verre ainsi mises en forme étant ensuite refroidies le cas échéant et associées au besoin à un ou plusieurs intercalaires plastiques de dimensions similaires avant calandrage, chauffage, et pose de joint périphérique le cas échéant.

Un liquide de refroidissement (en particulier de l'eau avec le cas échéant un ou des additifs de refroidissement) est généralement utilisé en combinaison avec la meule au point de contact entre la meule et le verre pour évacuer les particules de verre et dissiper l'énergie produite.

La meule selon l'invention s'est révélée parfaitement apte à remplacer avantageusement les meules habituelles dans des installations existantes de façonnage et de fabrication de vitrages, en particulier automobiles, sachant que les mécanismes régissant l'enlèvement de matière sont généralement complexes, les changements de meule ou de son environnement pouvant influer considérablement.

L'invention porte également sur un vitrage, en particulier un pare-brise, vitrage pour toit ou pour vitrage latéral automobile, obtenu par le procédé de façonnage ou de réalisation de vitrages selon l'invention, ainsi que sur un véhicule incorporant ledit vitrage.

La présente invention concerne également un procédé de réalisation des meules selon l'invention. Ces meules sont réalisées à partir du mélange de poudre(s) métallique(s) (devant former le liant) et de diamants précités dans la définition de la meule selon l'invention, ce mélange étant inséré entre des parties métalliques comme évoqué précédemment, puis l'ensemble formé étant porté à haute température, notamment supérieure à 800°C et généralement inférieure à 980°C, et en particulier comprise entre 900 et 960°C, et mis sous pression, notamment comprise entre 1500 et 2500 psi (pound per square inch correspondant à une pression comprise entre 103.4 et 172.4 bar environ) pendant une durée comprise par exemple entre 45 min et 1 h30 (cette opération, correspondant à une étape de frittage, durant en moyenne environ 1 h), l'ensemble formé par le liant métallique incorporant les diamants enserré entre des parties métalliques étant ensuite démoulé sous forme d'une meule puis le profil de coupe de la meule étant effectué sur la partie abrasive par exemple par électro-érosion. Avant son utilisation sur une ligne industrielle, la meule obtenue est également préférentiellement avivée à l'aide d'un ou deux bâtons d'avivage, identiques ou différents, par exemple un bâton dit tendre et un bâton dit dur, et la concentricité de la meule est vérifiée, ces deux opérations se faisant généralement avant le conditionnement de la meule.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention apparaîtront à la lecture de l'exemple suivant de meule réalisée selon l'invention.

Exemple:

Une meule selon l'invention a été réalisée en insérant entre des parties métalliques en inox un mélange destiné à former la partie abrasive puis en chauffant l'ensemble sous pression afin d'opérer la cohésion des différentes parties entre elles, puis en générant un profil de façonnage sur la partie abrasive par électroérosion, le mélange destiné à former la partie abrasive étant formé des composants suivants :

- environ 85%% en volume de liant de composition suivante (donnée en poids par rapport au liant) :

- (poudre de) tungstène: 61 %

- (poudre de) bronze : 37 %

- (poudre de) chrome: 1 %

- (poudre de) nickel 1 %,

le bronze étant formé d'environ 80% de cuivre et 20% d'étain, ce liant présentant une dureté Rockwell B d'environ 100,

- environ 15% en volume de diamants (concentration de l'ordre de 2.64 et/cm ³ dans la partie abrasive de la meule), lesdits diamants présentant une taille de 220 mesh (soit 76 μιτι), étant recouverts de titane (à un taux en poids de 6% du diamant recouvert).

On a observé que cette meule permettait d'obtenir une vitesse d'avance de façonnage d'au moins 30 m/min (la vitesse de rotation de la meule étant de l'ordre de 60 m/s) tout en maintenant une bonne qualité du joint de façonnage (notamment avec un nombre de défauts visibles inférieur à 6 par décimètre) et tout en offrant une durée de vie d'au moins 50 km au moins de joint façonné, avec une fréquence d'avivage tous les 25 à 30 verres (soit tous les 1 12.5 à 135 m de verre façonné, le périmètre des verres façonnés dans cet exemple étant de 4.5 m).

Le vitrage obtenu par façonnage en utilisant la meule selon l'invention peut être utilisé par exemple pour un véhicule automobile ou de transport, comme pare-brise, vitrage pour toit ou pour vitrage latéral , etc.