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Procédé et appareil pour l'étirage du verre en feuille
Cette invention a pour objet un procédé et un ap- pareil pour l'étirage du verre en feuillet'
Ainsi que cela est bien connu, dans l'étirage du verre en feuille, suivant la méthode généralement usitée (procédé Fourcault), il est fait usage d'un flotteur en matière réfractaire pourvu d'une rainure d'étirage et ce flotteur lorsqu'il est immergé dans le verre en fusion, dan- ]se naissance sous l'effet de la pression hydrostatique, une feuille de verre dont l'épaisseur est déterminée par la largeur de la rainure tandis que sa largeur correspond à la longueur de cette rainure dans le flotteur Ce procé- dé présente l'inconvénient de donner naissance à de nom- breux défauts dans la feuille de verre,
notamment par suite des stries produites par le contact du verre avec les
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bords de la rainure ménagée dans le flotteur enmatière réfractaire.. I? autre part, dans ce procédé, il arrive fréquement que, pendant l'étirage, la feuille de verre diminue graduellement de largeur ce qui donne lieu non seulement a des irrégularités de fabrication mais encore à des bris fréquents. Plus récemment, on a proposé, pour remédier à ces inconvénients, de procéder ltétirage de la feuille de verfre sans contact avec une pièce en matière réfractaire s'étendant sur toute la largeur de lafeuille et par suite de supprimer le recours au flotteurs.
L'applica- tion de ce procédé a, toutefois, montré la nécessité de recourir à des moyens spéciaux pour éviter le rétrécisse- ment de la feuille de verre. Ces moyens consistent géné- ralement soit dans le maintien de la feuille de verre sur les bords au moyen de dispositifs mécaniques appropriés, soit dans l'application d'agents de refroidissement destinés à augmenter la viscosité du verte sur les bords.
On a fait usage, notamment, à cet effet de pièces réfractaires plongées dans le bain de verre et pourvues d'orifice d'insufflation d'air permettant de diriger sur les bords de la feuille de verre en formation des jets d'air destinés à en augmenter la viscosité*
Ces moyens n'ont pas donné, non plus, satisfaction en pratique, le refroidissement ainsi produit de la feuille de verre, sur les borus, entrainant toujours un épaississe- ment de la feuille en cet endroit et par suite des diffé- ronces d'épaisseur amenant une irrégularité dans la pro- duction et de fortes pertes résultant des déchets produits par le coupage de la feuille proprement dite afin de la séparer des bords présentantune épaisseur irrégulière.
Le procédé, objet de l'invention, a pour but de remédier à ces inconvénients et d'obtenir, par suite, dans toute l'étendue de la feuille de verre étirée une épais- seur uniforme ,une même texture, une même transparence
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ou une même largeur
Dams ce but, le procédé, objet de l'invention, qui est basé, également, sur l'étirage d'une feuille de verre hors d'une masse de verre fondu maintenue , une tem- pérature déterminée et sur l'utilisation de pièces rêfrac- taires destinées à favoriser la formation des bords, est caractérisé essentiellement par ce fait que la feuille de verre, étirée dans la majeure partie de sa largeur sans aucun contact avec une pièce en matière réfractire, est ancrée sur ses bords dans des rainures de pièces réfractai-;
- res de position fixe, munies de moyens de réglage de tempé- rature agissant sur la température de la pièce même et dont les rainures sont établies de façon, non seulement à procu- rer les points d'ancrage nécessaires pour conserver à la feuille de verre une largeur déterminée d'avance, mais en- core de façon à produire un aplatissement ou laminage des bords de la feuille à l'endroit ou elle prend naissance de manière à donner à ces bords l'épaisseur et la forme désirée.
Dans la réalisation pratique de l'invention, cette formation spéciale des bords de la feuille de verre est obtenue, grâce à ce fait que les rainures des pièces réfrac- taires plongées dans le bain de verre présentent, à l'endroit ou émerge la feuille de verre, une section réduite par rap- port à la section de l'ouverture par laquelle le verre pénètre dans la pièce de manière à formerles bords de la feuille par contact direct avec ces bords.
Subsidiairement, dans la réalisation du procédé'. le four peut être maintenu à une température de fusion rela- tivement élevée assurant la pureté du verre tandis que la zone, où retirage est opéré., est ramenée la température la plus convenable pour l'étirage et est protégée contre la tem- pérature élevée régnant dans le four et la chaleur provenant du verre fondu qui entoura les pièces réfractaires agissant comme organes séparateurs.
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Afin de bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après, un exemple de réalisai! on en se référant aux dessins ci-j oints qui montent, à titre d' exemple, dit- dérentes réalisations de dispositifs convenant pour 1 t exé- cution pratique.
La figure 1 donne une coupe verticale et la figure
2 une vue en plan d'un organe servant à former les bords de la feuille.
La figure 3 est une coupe verticale et la figure 4 une vue en plan d'une modification de cet organe
La figure 5 montre en coupe verticale un organe sé- parateur unique utilisé avec des moyens permettant de ré- gler localement la température.
La figure 6 est une vue en plan d'un organe sépara- teur allongé du genre de celui montré par la figure 5 et montre les positions relatives de la feuille étirée et de ses bords par rapport aux parties faiblement espacées formant 1 es.parois extrêmes de l'organe séparateur.
La figure 7 donne une coupe transversale de l'or- gane séparateur.
Les figures 8,9 et 10 sont des vues de construc- tions légèrement modifiées de l'organe séparateur formant les bords de la feuille.
Les figures 11 à 17 sont des vues analogues d'au- tres modifications*
La figure 11 donne notamment une vue en plan d'un organe séparateur formé de deux parties indépendantes de position réglable.
La figure 12 est une coupe verticale partielle correspondant à la figure 11 et montrant un moyen de re- froidissement utilisée pour augmenter la viscosité du verre en un point déterminez-
La figure 13 et la figure 14 montrent respective-
A
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ment en plan et en perspective, un organeséparateur d'une seule pièce muni de la rainure de formation du bord de la feuille
La figure 15 est une vue en plan d'une construc- tion dans laquelle il est fait usage de deux organes réfrac- taires allongés disposés parallèlement procurant le même effet que les organes extrêmes séparée montrés par les figures précédentes.
La figure 16 est une vue en élévation par bout correspondant à la figure 11 et montrant plus spécialement tout comme la figure 7, la forme de la rainure destinée à obtenir l'action d'aplatissement ou de laminage des bords de la feuille*
La figure 17 est une vue d'une modification,
La figure 18 montre trois exemples de la formation des bords.de la feuille. ire procédé, objet de l'invention, fait usage d'une masse de verre fondu 1, comme cela, est indiqué plus spé- cialement par les figures 1, 3 et 5. Dans cette masse alimentée par le verre fondu contenu dans le four, sont plongéw, à une profondeur déterminée, des organes sépara- teurs 2.
Ces organes séparateurs, qui doivent agir unique- ment pour la formation des bords de la feuillet par consé- quent à chaque extrémité de celle-ci,peuvent être, réunis en une seule pièce ou être constitués chacun par une pièce réfractaire déparée comme cela sera indiqué plus loin.
L'organe séparateur 2, montré en partie par les figures 1 et 2 et qui est supposé formé d'une seule pièce donnant naissance aux deux bords extrêmes de la feuille de verre, présente une forme allongée et possède un con- tour intérieur en substance hexagonal ayant intérieurement deux parois parallèles 3 fortement allongées.. Ces deux
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parois 3 se rejoignent (figure 2) par des parois 4 formant entre elles un angle .
A chaque extrémité de l'organe 2 est prévue une poche 5 disposés dans le prolongement du sommet de l'angle formé par les faces convergentes 4 de façon à se trouver, lors de la flottaison de l'organe sépa- rateur, au niveau ouprès duniveau de flottaison et à être très rapproché des,points 6 où se forment les bords de la feuille de verre 7. De l'air, ou un autre fluide, permet- tant de régler ou de modifier la température, est amené par des tuyaux 8 dans les poches 5 et est dirigé contre les parois internes de ces poches de façon à régler exactement la température des points où se forment les bords de la feuille ou à déterminer ainsi des points d'ancrage 6, c'est à dire des points où le verre tend à adhérer au sommet de l'angle formé par les parois 4.
Les parois convergentes 4 réduisent la largeur de la partie de verre isolé de la mas- se 1 par la pièce 2 et contribuent ainsi à obtenir une viscosité et une adhérence convenables du verre en ces points ainsi qu'une épaisseur réduite tout en empêchant, grâce à l'ancrage ainsi produit, le rétrécissement de la feuille ? pendant l'étirage. La partie de verre 9 se trouvant entre les faces internes 3 de l'organe séparateur 2 est alimentée et renouvelée de façon constante pendant l'étirage par la masse de verre fondue environnante 1.
L'organe séparateur, ainsi construit, est employé de préférence, en combinaison avec des écrans 10 et Il du genre de ceux montrés par la figure 5, suspendus à des câbles de manoeuvre* Le soulèvement et l'abaissement de ces écrans, et plus spécialement des écrans extrêmes 11, permet de régler la température des parties extrêmes de l'organe séparateur selon les nécessités du travail
Dans la forme d'exécution des figures 3 et 4, l'organe séparateur 2 se différencie de laorme d'exécu-
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tion montrée par les figures 1 et 3 par ce fait que les par- rois 3, qui se rejoignent, sont établies de façon à s'avan- cer dans la partie au verre 9 séparée de la masse principale de -verre 1, contenue dans le four,
et à former ainsi des points d'antrage 12 donnant à la feuille en formation des bords plus réduits et à contour plus arrondi.
'Lors du travial, à l'aide d'organes séparateurs semblables, la largeur uniforme de la feuille de verra en étirage est obtenue principalement grâce à ce fait que l'or- gane séparateur qui présente dans la partie adjacente aux bords de la feuille, une faible largeur, forme les points d'ancrage 6 ou 12; l'adhérence du verre en ces points con- tribue à assurer la formation régulière de la feuille tandis que la température peut être réglée exactement par rapport au contour ou aux angles des parois par ce fait que le fluide servamt au réglage de la température n'agit pas directement sur le verre fonda mais bien par l'intermédiaire de l'organe séparateur lui même, ce qui facilite le réglage de la température nécessaire*.
On peut ainsi. localiser l'an- crage en des points nettement déterminés de l'organe sépara- teur et obtenir des points d'ancrage parti culi reaent mini- mes, évitant toute surépaisseur anormale des bords de la feuille de verre en formations
Dans l'exemple d'application de la figure 5, l'or- gane séparateur 2 isolant la masse de verre 9, présente la forme du flotteur allongé montré par la figure 6, dont les parois dont saillie à la surface du verre, légèrement au dessus de celle-ci. Cet organe diffère de ceux montrés par les figures 1 à 4, par ce, fait que les parois pénètrent
Vertical anent dans le verre.
Les parois parallèles latéra- les 3(voir vue en plan de la figure 6) sont écartées l'une de l'autre de façon à ne pas être en contact avec la partie centrale de la feuille de verre ? dont les brds sont éti-
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rés entre les parois conrergantes, rapprochées 4 formant les points d'ancrage 6 pour les bords* Le verre est alimenté de bas en haut entre ces parois par la masse de verre fondu
1 contenu dans le four et les parois 4 s'écartent brusque- ment aux points 13 de façon à éviter tout voisinage im- médiat des bords 3 avec le verre étiré et, à supprimer ainsi tout danger de production, de stries, et d' irrégula- rités Sans la largeur de la feuille étirée.
L'organe sépa- rateur 2 est maintenu dans la position voulue par des moyens appropriés par exemple par l'action des écrans laté- raux 11, qui s'appuient sur les bords de l'organe séparateur
Au dessus de la masse de verre, fortement chauf- fée, 1 contenue dans le four, est disposée une voûte 14 présentant une ouverture 15 dans laquelle sont disposées les plaques 10 et 11, faisant.
l'office d'écrans, et qui entourent la partie de verre 9 formant la zône retirage*
Les écrans 10 et 11 sont mobiles verticalement indépendam- ment les uns des autres, attendu qu'ils sont suspendus à des cables 16 passant sur des poulies 17 et peuvent ainsi servir de moyens pour exclure ou admettre, localement, la chaleur du four en des points désirés ce qui permet de régler la tempe rature de la partie de verre 9, séparée de la masse totale fleverre 1, soit localement soit sur toute l'étendue de cette masse de verre 9.' Dans l'exemple représenté (figure 5)
deux des écrans 10 sont représentés comme étant légèrement soulevés de façon à admettre la chaleur du four sur les parties formant les bords de la feuille étirée et à éviter ainsi la production d'une épais- seur exagérée en ce point*. Lorsqu'il est fait usage des écrans 10 et 11, on peut supprimer les organes de réglage de température 8 et se borner à faire usage des écrans qui peuvent être soulevés ou abaissésselon les besoins pour modifier ou régler la tempe rature aux points d'ancrages
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Dans la figure 8, on a montré, en plan, un organe séparateur 2 présentant lespophes latérales 18 ana- logues aux poches 5 déjà mentionnées*, Ces poches latérales s'étendent à l' endroit de la surface du verre, ou en des- sous de celle-ci,
pour régler la température aux points où se forment les bords.
La figure 9 montre une réalisation dans laquelle il est fait usage de poches 5 disposées dais le voisinage immédiat des points où se forment les bords extrêmes de la feuille, c'est à dire le voisinage immédiat des points d'ancrage compris entre les parois 4 étroitement rapprochées fournissant le verre. Dans cet exemple, on fait usage, pour le réglage de la température, de tuyaux,8 sans soudure, recourbés comme cela est indiqué, de façon à assurer l'ame- née et l'évacuation du fluide circulant dans les tuyaux et qui est destiné à modifier la température des points d'ancrage 6. Ces tuyaux sont montés dans un collier 19 muni d'une vis de pression 20 et qui est disposé sur un bras 21 pouvant glisser dans un support quelconque pour le réglage de la position du tuyau. L'amenée du fluide est réglée au moyen d'une valve 22.
Les extrémités actives des tuyaux 8 peuvent être en contact avec l'organe sépara- teur 2 en matière réfractaire ou peuvent être placées dans une position adjacente au verre, de façon à exercer une action ¯plus directe sur celui-ci.. La figure 10 montre une réalisation de ce genre dans laquelle les tuyaux de circulation 8 sont disposés de façon à exercer leur ac- tion extérieurement par rapport à l'organe séparateur 2 dont la paroi supérieure 23 est découpée de manière à permettre de régler avec précision la position exacte des tuyaux 8 et leur mise en contact avec les parois réfractai- res de l'organe séparateur 2 à l'endroit où les bords extrêmes de la feuille se forment.
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L'organe séparateur 2 ne doit pas nécessairement être d'une seule pièce ou présenter des parois extérieu- res parallèles*
La figure Il montre une réalisation dans laquelle il est formé à chaque extrémité de la feuille de verre deux parties indépendantes 24 et 25 formant entre elles la rainure 26 serrant à la formation du bord de la feuille
7.
Ces deux organes 24 et 25 sont assemblés ou maintenus à l'écartement voulu par une pièce transversale 27 analogue aux écrans Il déjà mentionnéset qui sert à maintenir éga- lement les pièces 24 et 25 à la profondeur d'immersion désirée Cette disposition permet de rapprocher ou d'écar- ter les pièces 24 et 25 pour diminuer ou augmenter les dimensions de la rainure 26* Une disposition semblable peut être combinée, comme le montre la figure 12, avec un tuyau de réglage 8 de la température, tuyau qui est amené à l'endroit voulu par son passage dans une partie décou- pé e 28 de la pièce 27 formant écran.
Que l'organe sépara- teur soit formé d'une seule pièce, ou de deux ou plusieurs pièces, ses faces extérieures, au lieu d'être parallèles, comme cela est indiqué dans la figure 11, peuvent former entre elles un certain angle comme cela est montré en 29 dans les figures 13 et 14
Lorsque l'organe séparateur s'étend sur toute la largeur de la feuille de verre étirée, on peut faire usa- ge, comme le montre la figure 15, de deux pièces réfrac- taires allongées ou rectangulaires 30 maintenues en place au moyen des plaques transversales 27. Dans ce cas, les pièces 30 peuvent également être réglées pour augmenter ou diminuer la section transversale de la rainure 31.
Dans l'exemple montré par la figure 15, les faces inter- nes 32 des organes 30 sont rectilignes et disposées paral- lèlement l'une à l'autre* Ces parois peuvent toutefois 'être
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recourbées également comme cela est indiqué en traits poin- tillés en 33 de façon à diminuer graduellement l'amenée du verre vers les bords latéraux extrêmes de la feuille en étirage . Cette disposition permet, lorsqu'on veut obtenir une largeur uniforme pour la rainure, de retourner les organes 30 de manière à former la rainure 31 à l'aide des faces externes 34.
Ces faces peuvent, toutefois, présenter également le même contour que les, faces internes 32 de façon à pouvoir 'être interchagées. Quelle que soit la disposition adoptée; les pièces peuvent coopérer avec des dispositifs de réfrigération analogues à ceux consti- tués par les tuyaux de circulation 8.
Dans les différentes constructions décrites les tords internes formant les points d'ancrage pour les bords de la feuille de verre 7 présentent, de préférence, une section plus grande à la partie inférieure qu'à la partie supérieure, les bords internes 33 présentant une certaine obliquité ou une certaine courbure comme cela est indiqué dans les figures 7 et 16 de telle¯sorte que le verre, pénè- trant par l'ouverture inférieure 36 présentant la plus grande section est laminé en quelque sorte entre les bords
33 pour arriver à l'orifice 35 de formation du bord de la feuille ' Dans ces conditions, les bords internes de l'organe séparateur formant la rainure axercent non seule- ment l'action d'ancrage déjà Indiquée, sur les bords de la feuille de verre en formation, mais permettent, en ou- tre,
de laminer ou d'aplatir les bords de la feuille de verre de façon à lui donner toute forme désirée soit, par exemple, un bord extrême 36 de même épaisseur que la feuille de verre proprement dite, comme le montre la figure 18, soit encore un bord aminci 37 ou, éventuellement, un bord renforcé 38 présentant une certaine épaisseurs On peut ainsi régler à volonté la formation des bords de la feuille
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dans des conditions parfaites d'homogénéité et de tempéra- ture, tout en évitant, grâce a l'ancrage, produit, tout rétrécissement de la largeur de la feuille.