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BREVET D'INVENTION PROCEDE ET DISPOSITIFS POUR LA. TREMPE DES GLACES ET TERRES.
Dans les procédés actuellement utilisés pour la trempe des feuilles de verre où l'on effectue le refroidissement au moyen d'un soufflage d'air ou d'un fluide réfrigérant, les produits obtenus présentent des taches ou irisations visibles lorsqu'on exami- ne les feuilles sous une incidence oblique et qui, bien que légères, nuisent encore à l'aspect et à la valeur commerciale de ces feuilles. Ces irisations correspondent à des effets de variation de la biréfringence du verre et sont dues au refroidissement insuffisamment régulier de la surface du verre par les organes de soufflage.
Les moyens mis en oeuvre jusqu'ici pour atténuer ces irisations ont consisté à déplacer rapidement sur la surface du verre les zones d'impact des jets d'air issus de divers orifices. Mais les procédés qui ont été utilisés dans ce but n'ont pas donné des résultats complètement satisfaisants et l'on retrouve encore sur
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les produits trempés des taches d'irisations qui sont dues à des variations dans l'action de refroidissement entre certaines zônes et des zônes adjacentes et qui correspondent soit à la forme des orifices, soit à la trajectoire qu'on a imposé à ces derniers.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle consiste à effectuer le refroidissement d'un objet et notamment d'une feuille de verre par déplacement à son contact d'un fluide réfrigérant, en particulier de l'air, ce déplacement étant effectué d'après les caractéristiques suivantes : a) le fluide refroidisseur est mis en mouvement, par soufflage ou par aspiration, ou les deux, sous forme de lames continues qui, dans leur partie en contact avec le verre, ne présentent aucune variation brusque, ni dans leur section, ni dans leur tracé, et qui débordent de part et d'autre de l'objet ou de la feuille;
b) les lames sont constamment en déplacement par rapport à l'objet ou feuille, et ce mouvement s'effectue de telle manière que chaque lame réfrigérante se trouve tout d'abord toute entière hors de l'étendue de l'objet ou feuille, entre ensuite en contact avec celle-ci, puis la parcourt d'une manière continue en balayant toute l'étendue de l'objet ou feuille et se retrouvé finalement toute entière hors de celle-ci.
L'expérience a montré que les objets ou feuilles de verre trempés obtenus par ce procédé de refroidissement ne présentent aucune tache de biréfringence quelle que soit l'incidence sous laquelle on les observe. On a en outre constaté qu'il suffisait d' effectuer le début du refroidissement de l'objet ou feuille de verre par ce procédé et qu'on pouvait l'arrêter après un certain abaissement de température, c'est à dire après quelques passages par exemple de lames d'air et terminer à l'aide des moyens connus.
Divers modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-après à titre d'exemple, dans l'application de l'invention à la trempe des feuilles de verre.
Dans ces différents modes,de réalisation les orifices
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de soufflage sont des fentes de préférence rectilignes et parallèles à la feuille et qui, dans toutes les positions ou elles agissent sur la feuille, débordent au delà des limites de celle-ci.
Dans un premier mode, la feuille est immobile; les organes de soufflage sont portés par un chariot qui se déplace parallèlement à la feuille et est animé d'un mouvement rectiligne alternatif de va-et-vient.
Dans un deuxième mode la feuille est également immobile et les fentes de refroidissement se déplacent encore d'une manière rectiligne, mais ce mouvement, dans la partie ou les moyens de refroidissement agissent sur la feuille, s'effectue constamment dans la mêmo direction.
Dans un troisième mode, la feuille restant encore immobile, les organes de soufflage sont animés d'un mouvement circulaire autour d'un axe qui est perpendiculaire au plan de la feuille, et situé en dehors du contour de celle-ci, ce mouvement pouvant être un mouvement de va et vient ou un mouvement de rotation continu.
Un autre mode de réalisation de l'invention consiste à laisser les fentes de refroidissement immobiles et à déplacer la feuille. On peut, en particulier, reproduire de cette façon les mêmes mouvements relatifs des fentes par rapport ± la feuille que dans les modes de réalisation indiqués ci-dessus.
Les différentes caractéristiques du procédé et celles qui sont particulières à chacun des divers modes de réalisation indiqués ci-dessus apparaitront plus clairement au cours des descriptions suivantes relatives à ces modes de réalisation et en référence avec les dessins annexés donnés à titre d'exemple seulement, dans lesquels :
Les figs. 1 et 2 sont des schémas montrant le principe même de l'invention.
La fig. 3 est une vue en élévation schématique d'un premier dispositif.
Les figs. 4, 5, 6 sont des vues de détail à plus gran-
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de échelle se rapportant au dispositif de la fig. 3, la fig. 4 étant une coupe verticale par IV-IV de la fig.5 et la fig. 5 une coupe par V-V de la fig. 4.
La fig. 7 est une vue en élévation d'une variante.
La fig. 8 est une vue en élévation d'un autre dispositif.'
La fig. 9 est une vue en coupe par la ligne IX-IX de la fig.8.'
La fig. 10 est une vue en plan du dispositif de la fig.8.
La fig. 11 est une vue en élévation d'une autre forme d'exécution.
, en La fig. 12/est une vue en plan.
La fig, 13 est une vue en coupe verticale à plus grande échelle d'un détail de cette forme d'exécution.
La fig. 14 est une coupe horizontale oorrespondant à ce détail.
La fig. 15 est une vue en élévation d'un autre système.
La fig. 16 est une vue en plan correspondante avec par- tie en coupe.
Les figs. 17 et 18 sont deux vues de détail à plus gran- de échelle du distributeur de ce système.
La fig. 19 est une vue en plan d'une autre forme de réa- lisation.
La fig. 20 en out un détail.
Les figs. 21,22 et 23 montrent schématiquement des va- riantes dans la réalisation des lames réfrigérantes.
Dans ces différents dessins les mêmes numéros se réfè- rent aux mêmes organes.
Conformément à l'invention, la trempe d'une feuille de - verre 1 (fig.l) est effectuée à l'aide de lames ou nappes 2 d'air ou autre fluide.
La fig. 1 montre un tracé possible de.l'une de ces la- mes. Ce tracé n'est pas nécessairement rectiligne; il suffit qu'il soit continu, c'est à dire que la lame ne présente aucune inter- ruption, et qu'il n'y ait en outre aucun point singulier, tels
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par exemple que des changements brusques de direction. La longueur 3 de la lame est supérieure à la dimension correspondante 4 de la feuille, de telle façon qu'elle déborde par rapport aux deux cotés de cette feuille.
La fig. 2 indique schématiquement le mouvement de la lame 2; celle-ci se déplace de telle sorte qu'elle se trouve d'abord complètement en dehors de la feuille en 2a, puis atteint la feuille et la balaye complètement et finalement atteint une position 2b située entièrement en dehors de la feuille. Ce mouvement peut être soit uniforme, la vitesse étant constante pendant tout le temps que la lame balaye la feuille, soit à vitesse variable, mais dans ce dernier cas sans variations brusques de la vitesse, sans arrêt, ni changement de sens pendant que la lame parcourt la feuille.
Dans les diverses variantes d'exécution qui vont:.être décrites, les lames de fluide de refroidissement sont obtenues au moyen de fentes de soufflage qui ont été supposées rectilignes.
Dans la disposition représentée dans son ensemble fig. 3, il n'y a qu'une seule fente 5 pour chaque face de lafeuille. Cette fente fait partie dtune boite de soufflage 6, fixée à un chariot mobile 7, monté sur des rails mobiles 8, guidés par des galets 9, et il reçoit un mouvement alternatif de va-et-vient par l'intermédiaire d'une bielle 10 et d'un bouton de manivelle 11. Le rayon du cercle décrit par ce bouton est assez grand pour que dans ses deux positions extrêmes 5a et 5b la fente se trouve toute entière hors de la feuille 1.
De chaque coté de la feuille de verre 1, est disposée une boite de soufflage 6 semblable, de sorte que la trempe est effectuée par soufflage simultané sur les deux faces. Ces deux boites symétriques sont portées par le chariot 7 représenté en détail figs. 4 et 5. Ce chariot est formé par une tOle repliée 12 prolongée par deux plaques 13 solidaires des rails 8. Dans la tôle 12 sont ménagées des fenêtres 14 dans lesquelles sont engagées et fixées les boires 6, Celles-ci sont formées par deux compartiments accolés entre lesquels se trouve un diaphragme 15, figs. 5 et 6,
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qui a pour but de répartir le plus uniformément possible l'air ame- né par des tubulures 16, alimentées elles-mêmes par un conduit 17.
Les bords de chacune des fentes de soufflage sont cons- titués par deux plaques métalliques 18 fixées aux boites 6, et que l'on peut retirer, soit quand on veut les remplacer par d'autres plaques, par exemple lorsque l'on veut changer la largeur de la fen- te, ou lorsqu'on veut rafraichir à la meule les lèvres mêmes des plaques.
La feuille de verre 1 est portée par des pinces 19 sus- pendues à une barre horizontale 20 qui roule sur un rail 21 par l'intermédiaire de galets 22.
La dite feuille est tenue latéralement par des fourches 23 solidaires de montants 24 portés par la barre 20 ; montants sont eux-mêmes guidés par des rails 25 lorsque la feuille 1 est dans la position où elle doit être refroidie; on s'oppose ainsi à tout déplacement latéral de la feuille pendant le soufflage.
Suivant les dimensions de la feuille à traiter, les mon- tants 24,.etco peuvent être déplacés sur la barre 20 et fixés à la position voulue.
Pour tremper une feuille après l'avoir chauffée, on l' amène à la position 1 de la fig. 3, la boite de soufflage étant à ce moment immobile à une des extrémités de sa course et par ail- leurs, non alimentée en air ou fluide réfrigérant. Quand la feuil- le occupe la position 1 on ouvre cette alimentation et on met ensuite en route le mouvement commandant la bielle '10 et le cha- riot associé. La lame d'air ou de fluide produite par chacune des fentes 5 effectue alors une série ininterrompue de balayages de la surface de la feuille. Quand le refroidissement est suffisant on arrête le soufflage, on amène la feuille à l'une des positions la ou lb et on l'enlève du cadre de suspension formé par la barre 20 et les montants 24.
On remarquera que les montants 24 qui se trouvent dans le plan de la feuille la prolongent et ont pour avantage de sous- traire la'feuille à l'action des remous qui se forment par la ren- contre de deux lames d'air ou de fluide opposées l'une à l'autre.'
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Le mouvement alternatif des boites de soufflage, au lieu d'être produit par manivelle, peut Être obtenu par un système à chaine ou courroie sans fin, -tel que celui de la fig. 7. Dans cette disposition, le chariot 7 porte une glissière verticale 26 dans laquelle est engagé un bouton 27 solidaire d'une chaine ou courroie sans fin 28.
La vitesse de déplacement du chariot est uniforme pendant tout le temps que le bouton 27 n'atteint pas les galets sur lesquels passe la courroie, On réalise ainsi un mouvement alternatif dans lequel la lame d'air balaye la feuille de verre à une vitesse constante. Dans cette variante on a prévu, de chaque côté de la feuille, plusieurs fentes solidaires du même chariot 7 et que l'on alimente simultanément en fluide réfrigérant.
Conformément à l'invention, la course du chariot 7 est telle qu'aux extrémités de cette course l'ensemble des fentes occupent des positions 5a ou 5b qui sont toutes entières en dehors de la feuille .,
Les figs. 8,9 et 10 sont relatives à un dispusitif dans lequel les lames de fluide réfrigérant se déplacent toujours dans le même sens, les passages de ces lames étant en-outre régulièrement répartis dans le temps. Dans l'appareil représenté une tôle mince 29 convenablement raidie par des armatures 30 se déplace de manière continue et à vitesse constante en s'appuyant sur des tambours ou sur des poulies 31. Dans cette tôle sont formées à des intervalles égaux des fentes de soufflage 5. La dite tôle est logée dans une boite étanche 32 présentant seulement une ouverture en forme de fenêtre 33.
La dite boite est alimentée en fluide sous pression par un conduit 34. La tôle 29 s'appuie contre les bords de la fenêtre sous l'action de la pression intérieure ; des garnitures 35 disposées le long des bords de cette fenêtre assurent un joint suffisamment hermétique. La fenêtre est de dimension suffisante pour que le champ d'action de chaque lame soit, conformément à l'invention, supérieur à la surface de la feuille traitée 1.
Le système est complété par un écran plan double 36, mobile sur un rail 37. Cet écran est destiné à protéger la feuille
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lorsqu'on la met en place et sort à éviter qu'au moment où on amène la feuille dans la position 1 et avant qu'elle n'ait atteint cette position, certaines fentes ne puissent agir sur elle.
L'écran est commandé par une chaîne 38 passant sur une poulie 39 actionnée par un embrayage 40.
Avant de traiter une feuille, on commence par amener l' écran devant la fenêtre. On amène ensuite la feuille à la position 1. On met en route le mécanisme du mouvement des fentes et on alimente en fluide sous pression. A ce moment l'écran protège la feuille contre les lames de soufflage. On met alors l'écran en mouvement au moyen de l'embrayage 40. Les diamètres des poulies 39 et 31 ont été choisis de telle manière que la chaine 38 se déplace à la même vitesse que la tôle 29. L'écran se déplace dans le même sens et à la même vitesse que les lames de soufflage et vient finalement dans une position d'attente 41 où il restera jusqu'à la fin du soufflage.
On est certain de cette façon que dès le début du refroidissement, c'est à dire dans la période la plus importante au point de vue de la formation des irisations, l'action de chaque lame s'est étendue d'une manière continue d'une extrémité à l'autre' de la feuille.
Quand la trempe est terminée, on ramène l'écran devant la fenêtre. On dégage la feuille de l'intervalle compris entre les deux boites 32 et on l'enlève de son cadre porteur.
Dans la disposition qui vient d'être décrite, il convient que le fluide refroidisseur qui alimente les boites 32 soit à basse pression, afin que la tôle ne soit pas appuyée trop fortement contre les bords de la fenêtre ce qui créerait une grande résistance à l'avancement de la tôle. Pour avoir une action efficace on donnera aux fentes une assez grande largeur et on les disposera à faible intervalle les unes des autres.
Les figs. 11, 12,13 et 14 représentent une variante d'exécution permettant également d'avoir des fentes mobiles dont le mouvement se produit toujours dans le même sens et avec une vitesse constante. Mais cette variante-,permet d'alimenter les fentes
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avec de l'air à haute pression. Dans cette variante des barreaux creux verticaux 42 sont entraînés par des chaines sans fin 43 passant sur des poulies 44. Chaque barreau.présente une fente tournée vers l'extérieur et il est relié par une conduite flexible 45 à un distributeur 46, constitué par une boite qui accomplit une révolution complète dans le même temps que l'ensemble des barreaux et dont le fond 47 présente des orifices 48 ou aboutissent toutes les conduites flexibles 45.
En contact avec ce fond se trouve un disque horizontal fixe 49, échancré suivant un secteur, comme on le voit fig. 14, de telle sorte qu'il n'y a que les barreaux dont les orifices 48 sont découverts qui reçoivent le fluide refroidisseur.
On peut ainsi n'alimenter que les barreaux qui sont en regard ou à proximité de la feuille. L'air comprimé arrive par un conduit 50 dans la boite de distribution. Des transmissions de mouvement appropriées assurent les rotations synchrones du système des barreaux et du distributeur 46.
Des guides 51 supportent la réaction de l'air sur les barreaux dans la zone de soufflage. Le dispositif doit etre complété comme dans le cas des figures 8,9, 10, par un écran protégeant la feuille jusqu'à sa mise en place; on ne l'a pas représenté sur les figures 11 et 12.
Un autre mode de réalisation permettant d'avoir une feuil. le immobile et des fentes qui sont toujours en mouvement dans le même sens est représenté figs. 15 à 18. La machine comporte ici encore des barreaux creux 52, avec fentes de soufflage, mais ils sont disposés suivant les rayons de deux disques rotatifs 53 qui les portent. Les disques tournent autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan dans lequel se trouvent les feuilles traitées.
L'axe de rotation de ces disques rencontre le plan de la feuille en dehors de celles-ci.
Chacun des barreaux creux est relié par un tube 54 à des distributeurs correspondants 55 que l'on voit en détail figs. 17 et 18, dont la fonction, comme dans le cas du distributeur 46 de la fig. 13, est de n'envoyer le fluide refroidisseur que dans les bar-
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reaux qui sont dans la zone en regard de la feuille.
Cette machine peut traiter simultanément et indépendamment l'une de l'autre les feuilles de verre dans deux positions 56, 56a, ces feuilles provenant de deux fours. 57, 57a disposés de part et d' autre de la machine.
Chaque distributeur comprend deux capacités fixes 58,58a correspondant chacune à l'une des positions 56, 56a définies plus haut. Entre ces capacités tourne un tambour 59 percé d'orifices 60 où aboutissent les tubes 54. Des conduits 61 amènent l'air sous pres- aion dans les dites capacités.
Des volets de distribution 62, 62a, comportant des parties radiales 63, 63a et munis de poignées de commande 64, 64a, peuvent se déplacer le long des parois de ces capacités et permettent soit de les fermer soit de les mettre en communication avec les parties du tambour 59 comprises dans les secteurs S et Sa, qui ne sont pas recouvertes par ces capacités. Un rail 65 est destiné à faire rouler les cadres par lesquels les glaces sont portées.
Le mode d'utilisation de la machine est le suivant : les disques sont laissés continuellement en mouvement de rotation, les deux distributeurs sont fermés, comme le représentent les positions en traits pleins de la fig, 18. On peut alors sortir des fours deux glaces chauffées et les amener dans les positions 56, 56a.,,
On agit alors sur les manettes 64, 64a pour faire avancer les parties radiales 63, 63a avec la vitesse même du mouvement des orifices 60, par exemple au moyen de dispositifs d'entraînement à friction, non représentés, et rendant momentanément les volets 62, 62a solidaires du tambour 59. Les parties radiales 63, 63a s'avancent donc dans le sens de la flèche et des orifices 60 se trouvent mis en relation avec les capacités 58, 58a.
Des lames d'air commencent à balayer les feuilles 56, 56a.
Quand les parties radiales 63, 63a rencontrent les cloisons fixes 66 les volets 62, 62a sont arrêtés, position représentée en traits mixtes. Comme la liaison était faite par friction, la partie rotative 59 continue à tourner. Le soufflage se prolonge pendant le temps
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nécessaire, ce qui peut demander plusieurs tours des disques.
En déplaçant les cloisons 63 63a à la vitesse des orifices 60, on réalise %'équivalent d'un dispositif à écran semblable à celui décrit dans les figs. 8, 9, 10, c'est à dire qu'on évite qu'au début du soufflage certaines lames commencent à agir alors qu'elles sont déjà engagées devant la feuille.
Quand le refroidissement complet est terminé, ou quand la température de la feuille a été suffisamment abaissée pour que l'on puisse sans inconvénient avoir des lames parcourant seulement une partie de la surface de la feuille, on peut supprimer l'arrivée de l'àir sur la feuille en ramenant.les volets 62 à leur position initiale, ce qui ferme les distributeurs.
Une autre forme d'exécution d'un dispositif réalisant l'invention, qui n'a pas été représentée, consiste à communiquer àndes disques, tels que les disques 53 des figures 15 à 18, un mouvement d'oscillation, l'oscillation et la formation des lames réfrigérantes étant organisées pour que, à chaque extrémité de course, les lames sortent complètement de l'étendue de la feuille ou objet.
Cette organisation pourra être analogue à celle décrite en se référant aux formes d'exécution illustrées dans les figures 3 et 7, et les disques peuvent être réduits à de simples secteurs comme on le comprendra facilement.
Dans toutes les dispositions qui viennent d'être décrites, la feuille traitée est immobile pendant le traitement et ce sont les organes de soufflage qui se déplacent.
L'invention est également réalisable de la manière inver- se, e'es@ à dire en déplaçant la feuille devant des organes de soufflage fixes.
La fige 19 représente schématiquement en plan un système de ce genre. La feuille 1 sortant d'un four 67 défile entre deux séries de barreaux creux 68 présentant des fentes et alimentés par le fluide refroidisseur sous pression.
Pour éviter les dépenses inutiles de fluide, il convient de ne l'envoyer que dans les barreaux qui sont en position active
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par rapport à la feuille. A cet effet, on peut munir le chariot por- tant la feuille d'une plaque découpée 69, fig.20, agissant sur des cames 70 qui ouvrent ou ferment des robinets placés sur les tuyaux amenant le fluide aux barreaux 68.
Pour atteindre avec ce dispositif le refroidissement com- plet de la feuille il serait nécessaire d'avoir deux rangées de bar- reaux très étendues, ce qui rendrait l'appareil très encombrant; on évite cet inconvénient en prévoyant le soufflage sur une certai- ne étendue seulement du trajet de la feuille et en imprimant à cette dernière un mouvement alternatif de va et vient, dont chaque course se termine en dehors de l'étendue de soufflage, ou bien en @ effectuant seulement le début de la trempepar les moyens caractéris- tiques de l'invention et en la terminant au moyen d'appareils 71 entre lesquels la feuille reste stationnaire. Ces appareils de xxy type connu peuvent comporter simplement des jets d'air fixes effec- tués par des trous et sans déplacement de ces derniers.
On peut, sans sortir du principe de l'invention, produi- re les lames de fluide par d'autres moyens que par fente soufflan- te, notamment par aspiration au lieu de soufflage.
On peut dans cet ordre d'idée combiner avec chaque fen- te de soufflage une ou plusieurs fentes réaspirant l'air. Cette dis- position est indiquée schématiquement fig. 21, où l'on voit une tuyère 72 munie d'une fente de soufflage 73,associée avec une au- tre tuyère 74 par laquelle l'air est réaspiré.
On peut également constituer un organe de trempe par un conduit d'aspiration 75, fig. 22, muni de deux déflecteurs 76.
Ceux-ci forcent l'air extérieur aspiré à venir lécher la feuille 1 suivant deux lames tangentes à cette feuille.
Enfin les lames de fluide pour la trempe peuvent être normales à la feuille ou bien obliques. La fig, 23 montre une la- me 77 disposée obliquement, Celle-ci peut être projetée dans le sens du mouvement de la feuille ou en sens contraire.
Les lames de fluide refroidisseur produites par souf- flage ou aspiration suivant les moyens précédents ou par tout au- tre procédé sont applicables à tous les modes de réalisation pos-
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sibles de l'invention. De plus, il va de soi que dans un même appa- reil on peut combiner différentes formes de réalisation des lames.
Dans tous les cas, pour soustraire les bords de la feuil- le aux remous engendrés par la rencontre libre des lames d'air de di- rection opposée, avant et après la feuille, il convient de disposer, avantageusement dans son plan, à l'avant et à l'arrière de la feuil- le et pour la prolonger, des bandes de garde, d'épaisseur approxima- tivement égale à celle de la feuille, qui joueraient un rôle analo- gue à celui des montants 24 de la fig. 4. Ces bandes doivent etre aussi jointives que possible de la feuille.
Les dispositions ci-dessus ne sont données qu'à titre d' exemple ; tous les détails d'exécution, les formes, dimensions et ma- tériaux employés pourront varier dans tous les cas sans changer le principe de l'invention, et on pourra bien entendu combiner entre eux les modes de réalisation et les formes d'exécution décrits de façon que tant l'objet ou feuille que les moyens de formation de lames réfrigérantes sont maintenus en déplacement durant l'opération de trempe.
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