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@ "PROCEDE ET APPAREIL POUR LE FINISSAGE DES TUBES DE VERRE"
La présente invention concerne la fabrication de tubes de verre munis d'extrémités évasées et, plus particu- lièrement, un procédé et un appareil pour lisser et finir exactement les extrémités évasées des tubes.
Un des procédés couramment appliqués pour évaser ou munir d'une lèvre les extrémités des tubes de verre du genre de ceux utilisés en combinaison avec des poires ou ampoules de caoutchouc pour introduire du liquide dans le tube ou l'en expulser est celui dans lequel l'extrémité d'un flan de verre tubulaire est chauffée pais pressée contre une surface plate de façon qu'elle soit étalée. Non seulement les rebords ou lèvres ainsi constitués se brisent aisément, mais leur diamètre varie considérablement étant donné qu'on n'a aucun moyen de calibrer exactement ce diamètre.
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Un des buts de cette invention est de constituer la lèvre ou rebord par la force centrifuge, c'est-à-dire en faisant tourner rapidement le flan de tube pendant que son extrémité est à l'état fondu et plastique, et de limiter le diamètre des lèvres annulaires par des outils appropriés.
Un autre but de l'invention est de prévoir un mé- canisme servant à réaliser les opérations susmentionnées, ce mécanisme comprenant un dispositif transporteur de flans perfectionné, des moyens pour faire tourner les flans et des moyens pour présenter des outils ou butées aux rebords à des instants réglés par rapport à leur transport à travers la machine, de façon à donner auxdits rebords une forme exacte.
D'autres buts seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après d'un procédé préféré de fabrica- tion de tubes et d'une construction d'appareil permettant de réaliser ce procédé.
Sur les dessins annexés :
La figure 1 est une vue de face d'un mode de réa- lisation préféré de l'invention.
La figure 2 est une vue en plan de la machine.
La figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une vue de détail avec coupe ver- ticalepartielle représentant la disposition de certaines ca- mes dans la machine.
La figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mon- trant les cames et d'autres pièces dans des positions diffé- rentes.
La figure 6 est une vue de détail en coupe d'une butée de limitation d'outil réglable.
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La figure 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la figure 6.
La figure 8 est une vue perspective d'un des élé- ments de crémaillère.
La figure 9 est un détail en coupe par la ligne 9-9 de la figure 3.
La figure 10 est un détail en coupe par la ligne 10-10 de la figure 3.
La figure 11 est un détail en coupe par la ligne 11-11 de la figure 3.
La figure 12 est une vue en plan partielle à plus grande échelle d'une machine du type transporteur sans fin à mouvement continu, l'outil calibreur étant une variante de celui des figures 1 et 5.
La figure 13 montre un détail en coupe de l'outil calibreur par la ligne 13-13 de la figure 12.
La figure 14 est une coupe par la ligne 14-14 de la figure 12.
La figure 15 est une coupe par la ligne 15-15 de la figure 13.
Les figures 16, 17 et 18 représentent les stades successifs de la formation d'un bourrelet à chacune des ex- trémités d'un flan de verre tubulaire.
Le mécanisme représenté sur les dessins est suppor- té par une charpente 15 ayant généralement la forme d'une table ou boîte ajourée munie de pieds 16, d'éléments de char- pente inférieurs 17 et d'éléments de charpente supérieurs 18.
Les éléments inférieurs supportent un moteur 19 qui, à l'aide d'une courroie 21, entraîne des disques 22, prévus au nombre de quinze de chaque côté de la ligne médiane de la machine.
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Le dispositif d'entraînement des disques 22 com- prend une poulie 23 montée sur un arbre intermédiaire 24 sur lequel est calée ou autrement fixée une roue dentée 25 et des roues dentées intermédiaires 26 montées sur des ar- bres 27 et engrenant avec des roues dentées 28 montées sur des arbres 29, qui sont placés parallèlement à un certain écartement les uns des autres et qui portent aussi les disques 22. Comme il ressort des figures 2 et 4, les arbres 27 et 29 tourillonnent dans un bâti 30 disposé longitudina- lement et fixé à la charpente. Il est évident que tous les disques tournent dans le même sens et, comme on le voit sur la figure 1, les disques adjacents sont décalés de telle sorte que leurs périphéries sont disposées à recouvrement pour constituer des coussinets en forme de selles servant à supporter les flans.
De cette façon, les flans de verre 31 sont non seulement supportés à leurs extrémités par des pai- res opposées de disques, mais ceux-ci communiquent aussi une rotation aux flans.
La machine représentée est destinée à évaser quator- ze flans simultanément, sept étant évasés à l'une des extré- mités et sept autres étant en même temps évasés à l'extrémité opposée des flans. Le dispositif prévu pour transférer les flans de tube ordinaires à partir d'une trémie ou magasin 32 à l'appareil d'évasement et les faire passer à travers cet appareil comprend une paire de crémaillères 33, 33' composées d'une série de barres plates verticales 34 munies de'saillies ou dents latérales 34' qui sont sensiblement triangulaires et constituent des dents de crémaillère adjacentes et en contact, les faces inclinées supérieures 35 et les faces verticalessensiblement adjacentes 36 constituant des creux.
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Un doigt agitateur 32' est fixé aux barres de crémaillère et des moyens sont prévus pour communiquer un mouvement de monte et baisse vertical aux crémaillères et au doigt 32'. Comme représenté sur les figures 3,4 et 5, les barres 34 de chaque paire convergent vers leurs extrémités inférieures où elles sont reliées à une barre longitudinale 37.
Sur la barre 37 sont montés fous, près de chacune de ses extrémités, des galets 38 qui coopèrent avec des cames 44 montées sur des arbres transversaux 39, 39'. Ces derniers arbres sont entraînés dans des sens opposés, mais à la même vitesse angulaire, l'arbre 39' recevant sa commande de l'arbre 39 par l'intermédiaire d'un arbre 40 et de pignons d'angle 41, 41'. L'arbre 39 reçoit sa commande, à l'aide d'une chai ne ou courroie 42, d'un arbre 43 qui fait partie d'un appareil servant à effectuer des opérations subséquentes sur les flans et qui, étant donné qu'il ne fait pas partie de cette inven- tion, n'a pas été représenté sur les dessins.
Les cames 44 ont une portion de repos relativement longue 45 et sept rampes ou saillies 46. Dans la position représentée sur la figure 5 et par des traits mixtes sur la figure 4,' les galets reposent sur la portion de repos 45.
A ce moment, la crémaillère est abaissée et les flans reposent . sur les disques 22. Lorsque les rampes de came soulèvent les crémaillères jusqu'à la position marquée par des traits pleins sur la figure 4, les dents de crémaillère s'élèvent jusqu'au moment où le point le plus bas de chacune des faces inclinées 35 a été élevé au-dessus du sommet des disques, ce qui a pour effet de soulever les flans au-dessus des dis- ques et de leur permettre de rouler sur les faces inclinées vers les faces verticales 36. Ces faces verticales sont
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placées d'un des côtés des axes des disques dans des posi- tions telles que, lorsque la crémaillère s'abaisse, chaque flan se trouve transféré à la paire suivante de dents de cré- maillère 34' pour être supporté par celles-ci.
De cette façon, avec sept mouvements de monte et baisse successifs de la cré- maillère, sept flans sont retirés du magasin 32 et déposés suc- cessivement sur les dents de crémaillère adjacentes.
Le premier flan, par exemple, sera élevé sept fois et amené successivement aux dents de crémaillère adjacentes jusqu'à ce qu'il repose entre les septième et huitième disques de la série, alors que le septième flan aura été élevé une fois et déposé entre le premier et le second disques de la sé- rie. La longue portion de repos des cames permet alors aux sept flans de rester quelque temps dans une position prédéter- minée dans laquelle ils sont chauffés à l'une des extrémités et animés d'une rotation rapide en vue de leur évasement, comme il sera expliqué plus loin.
Après avoir été évasés à l'une des extrémités (fig.
17), les sept flans sont mis en position, d'une manière ana- logue, sur les disques restants (du huitième au quinzième disques), les autres extrémités des flans étant évasées à ce moment (fig. 18). Près de chaque disque se trouve une plaque de guidage courbe fixe 47 qui possède en section la forme d'un U dont les ailes sont indiquées en 48, le bord de chaque aile s'élevant au-dessus de la périphérie du disque et lui étant concentrique, une partie ±$dudit bord étant inclinée, ce qui facilite le dépôt des flans entre les dents de crémaillère.
Le sommet de chaque dent de crémaillère est de préférence muni d'une patte ou saillie à côté rectiligne 50 dont le rôle est d'empêcher les flans de rouler sur la face inclinée et par-
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dessus le sommet dans le cas où ils seraient animés d'un mouvement de rotation trop rapide lorsque la crémaillère les soulève. Cette action est possible lorsque la rotation commu- niquée au flan s'effectue en sens inverse du roulement des flans sur la face inclinée de la dent de crémaillère:. Dans la présente machine, les disques tournent dans un sens tel qu'ils font tourner les flans de cette manière.
Les dents de crémaillère 34' et les ailes 48 peu- vent être établies de telle sorte que, pendant le transfert d'une paire de dents aux dents directement adjacentes, les flans n'entrent pas en contact avec les disques rotatifs.
Toutefois, lorsque la dernière rampe de la came 44 quittera le galet 38 et que celui-ci viendra reposer sur la portion de repos de la came 44, tous les flans seront supportés par les disques et en recevront un mouvement de rotation.
Comme on l'a dit précédemment, lorsque les flans s'abaissent pour reposer sur le siège constitué par les dis- ques adjacents, les galets 38 reposent sur la longue portion de repos des cames 44 et les flans tournent alors rapidement.
En même temps, une des extrémités de chaque flan est chauffée localement jusqu'à l'état plastique, de sorte que la force centrifuge a pour effet d'évaser l'extrémité fondue du flan ou de déplacer la matière du bord extrême radialement vers l'extérieur en constituant ainsi une lèvre ou rebord annu- laire sur le flan. Le dispositif servant à chauffer les extrémités des flans comprend une série de brûleurs 51, au nombre de quatorze dans le cas présent, espacés les uns des autres d'une distance égale à celle qui sépare les axes des disques adjacents et destinés à être placés directement
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au-dessous des extrémités des flans pendant que ceux-ci tour- nent.
Il y a lieu de noter que sept des brûleurs sont disposés en alignement le long d'un des côtés de la machine pour chauffer une des extrémités de chacun des sept premiers flans et que les sept brûleurs restants sont disposés de l'autre côté de la machine pour chauffer l'autre extrémité de flans qui ont déjà été façonnés par les sept premiers brûleurs. Tous les brûleurs sont montés sur un chariot à mouvement alternatif 52 qui coulisse le long de glissières 53 constituées à chacune des extrémités du bâti 30 (voir la figu- re 7). Ce chariot comprend un cadre rectangulaire aux longe- rons 54 duquel sont reliés des bras latéraux fendus 55 aux- quels sont fixées de façon réglable, à l'aide d'écrous à oreilles 57, des plaques 56 servant à supporter les brûleurs et outils.
On voit ainsi que les outils et brûleurs peuvent être réglés en position de façon à agir sur des flans de différentes longueurs.
Sur la figure 10 on voit qu'une came 58 portée par l'arbre 39 permet de donner trois positions au chariot sur le- quel sont montés les outils de calibrage et les brûleurs.
Dans une de ces positions, le chariot est poussé par la par- tie haute 58a de la came jusqu'à la position représentée sur la figure 5, dans laquelle les brûleurs sont situés au-dessous des extrémités des flans et chauffent ces extrémités. En temps normal, le chariot est sollicité vers la droite des fi- gures 4 et 5 par un ressort 59 dont les extrémités sont re- liées respectivement à la charpente et au chariot, la partie basse 58b de la came permettant au ressort de solliciter ainsi le chariot vers la droite d'une distance qui n'est
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limitée que par une butée qui sera décrite plus loin. La partie 58c de la came place le brûleur légèrement d'un côté de l'axe du flan et, à ce moment, le flan subit un chauffage préliminaire.
Pendant que les flans reposent sur les disques et en reçoivent une rotation, les brûleurs sont amenés au-dessous d'eux, comme indiqué en traits pleins sur la figure 5, mais, pendant la formation de la lèvre et les opérations de trans- fert des flans, les brûleurs ont été légèrement déplacés comme représenté par des traits mixtes sur la figure 5, l'amenée d'air et de gaz à ces brûleurs étant en même temps diminuée.
Sur l'arbre ±±' sont calées ou autrement fixées des cames 60 destinées à couper l'admission de gaz et d'air aux brûleurs pendant la formation de la lèvre. En même temps, un galet 61 porté par le chariot glisse sur la partie basse 58b de la came 58 et permet au ressort 22 de faire mouvoir le chariot vers la droite de la figure 1, en déplaçant ainsi les brû- leurs 51 et en amenant des outils de calibrage ou de façonna- ge 62, également supportés par le chariot, à la position mar- quée par des traits mixtes sur la figure 5, de sorte que ces outils entrent en contact avec les lèvres formées sur les extrémités des flans avant que ceux-ci aient été soulevés et, par conséquent, pendant qu'ils tournent encore rapidement.
La lèvre étant encore plastique, son diamètre est nettement limité par l'action de façonnage de l'outil.
Pour assurer une mise en position convenable des outils lorsque le chariot est déplacé par le ressort 59 et permettre de modifier la position de travail des outils, une vis d'arrêt 63(fig. 6) est vissée dans une patte 64 du cha- riot et prend appui contre l'extrémité de la charpente. De
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cette façon, les outils viennent occuper une position déter- minée par rapport aux flans lorsqu'ils sont tirés par le ressort 59,la vis 63 empêchant le chariot de se mouvoir au delà d'une position dans laquelle les outils occupent, par rapport aux lèvres des flans, une position telle qu'ils cali- brent la lèvre et limitent exactement son diamètre. Il est évident que la vis 63 est réglable pour permettre d'adapter les outils à des flans de divers diamètres.
On voit qu'il existe un outil pour chaque brûleur et que ces outils sont espacés les uns des autres de la même distance que les brûleurs occupant des positions fixes par rapport à eux et latéralement aux extrémités des tubes, de sorte que le façonnage des flans s'effectue aussitôt après qu'ils ont été munis d'une lèvre par la force centrifuge.
Au moment où les brûleurs s'éloignent des flans, les cames 60 commandent des robinets d'amenée de gaz et d'air. Il est évident que, lorsque les cames ont tourné d'un certain angle , la came'8 ramène les brûleurs au-dessous des flans, en pro- voquant la réouverture des robinets à gaz et à air.
De chaque côté de la machine se trouve un rail de guidage 65 qui s'étend sensiblement sur la moitié de la dis- tance comprise entre les disques extrêmes dans une position opposée aux brûleurs et aux outils. Ce rail sert de butée arrière pour celle des extrémités du flan qui est opposée à l'extrémité en cours de façonnage. Chacun des rails de gui- dage est déplaçable transversalement, une vis 66 coopérant avec un taraudage 67 constitué sur un prolongement 68 du rail et étant fixée par rapport à une pièce 69 solidaire de la charpente. Au-dessus des disques se trouvent une série de
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rouleaux ou disques obliques 70 qui bournent librement sur des leviers coudés 71, ceux-ci étant montés de façon pivo- tante sur une barre 72 fixée à des bras de support 73 soli- daires de la charpente.
Les disques 70 occupent, par rapport aux disques de support 22, des positions telles qu'ils sont en contact avec les flans pendant que ceux-ci tournent et, étant donné qu'ils sont disposés obliquement comme on le voit sur la figure 3, ils les sollicitent vers le rail de guidage 65. De cette façon, les extrémités des flans sont maintenues en alignement pendant que s'effectue leur chauffage et leur façonnage.
Bien entendu, la disposition angulaire des disques situés à l'extrémité avant de la machine est l'inverse de celle des disques restants pour cette raison que les rails de guidage respectifs sont situés de part et d'autre de la ma- chine. Les leviers 71 sont normalement sollicités vers la position de la figure 5 par des ressorts fixés aux leviers et à la barre 72, comme représenté. Lorsque les flans sont en cours de transfert, il est nécessaire d'élever les disques 70, et ceci s'obtient en faisant pivoter les leviers coudés.
Juste au-dessus de la barre 72 se trouve une seconde barre 75 montée pour effectuer un mouvement alternatif par rapport à la barre 72 et, à cet effet, les portions extrêmes de la barre 75 présentent des fentes 76 à travers lesquelles passent des boulons 77 passant aussi à travers des ouvertures appropriées des bras de support 73. Des galets 78 prévus à raison d'un galet pour chaque levier sont fixés à la barre 75 par des boulons 79. La barre 75 est animée périodiquement d'un mouvement de va-et-vient pour soulever les disques 70,
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pendant le transfert des tubes, ce mouvement lui étant communiqué par un bras oscillant 80 fixé à un arbre 81 et terminé par une fourche 82.
Un bras 83 est aussi fixé à l'ar- bre 81 et porte à son autre extrémité un galet 84 qui coopère avec une came 85 montée sur l'arbre 39.
En temps normal, la barre 75 est sollicitée vers la gauche de la figure 1 par un ressort 86, mais lorsque les tubes doivent être transférés, une rampe de la came 85 fait pivoter les bras 80 et 83 de façon à faire mouvoir la barre vers la droite. Lorsqu'un tel mouvement se produit, les galets 78 agissent sur les leviers 71 et élèvent les disques 70 qui restent élevés jusqu'à ce que la crémaillère 33 ait effectué sept mouvements alternatifs pour transférer un nombre égal de flans de tube. Les disques 70 sont alors abaissés par les ressorts 74 de façon qu'ils puissent jouer leur rôle consis- tant à solliciter les flans vers les rails de guidage situés de part et d'autre de la machine.
Les figures 12 à 15 représentent d'autres modes de réalisation de la machine et de l'outil calibreur. Dans la machine représentée sur la figure 12, le transporteur de flans et le dispositif de rotation sont animés d'un mouvement continu. Dans l'appareil particulier représenté, deux disques entaillés 87 supportent les flans 31' parallèlement et à une certaine distance les uns des autres, ces disques tournant continuellement. Une seconde paire de disques 88, tournant à une vitesse plus grande que les disques 87, sont disposés de façon à agir sur les flans pour leur communiquer une rotation rapide pendant que s'effectue le chauffage de leurs extrémités.
Les flans passent à travers les flammes de brûleurs 51 qui
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fondent leurs extrémités et, après évasement desdites ex- trémités par la force centrifuge, les extrémités évasées sont soumises à l'action d'outils calibreurs 62'. Chacun des ou- tils comprend un élément façonneur présentant des faces planes convergentes 89, 89' qui sont sensiblement parallèles au chemin suivi par le flan, la faible distance qui sépare ces faces étant égale au diamètre qu'on désire donner à l'extré- mité à lèvre finie du flan. De même que dans le mode'de réa- lisation préféré de la machine, représenté sur la figure 2, il est prévu des rails de guidage 65' contre lesquels les flans sont sollicités par des disques obliques 70'.
Chacun des outils façonneurs porte une broche 90 qui fait corps avec l'outil et qui s'ajuste dans une creusure 91 d'un support 92 qui est monté de façon oscillante sur un arbre 93 fixé au rail 65'. Comme on le voit sur la figure 14, l'arbre 93 présente en un point intermédiaire de sa lon- gueur un élargissement 94 qui présente une ouverture ou en- taille 95 avec laquelle une goupille 96 portée par le support 92 coopère de façon à maintenir le support et l'outil dans une position fixe par rapport au chemin des flans. Un ressort 97 sollicite le support vers l'élargissement 94 de l'arbre de façon que la goupille 96 repose dans l'entaille, mais ce ressort permet au support d'être retiré de façon à dégager la goupille pour permettre à l'outil de pivoter à l'écart du chemin des flans, lorsqu'on le désire.
De préférence, un contrepoids 98 est fixé de façon réglable au support 92 de façon à équilibrer l'outil façonneur.
Certains des détails ont été représentés sous leur forme préférée, mais il est évident que ces détails peuvent être modifiés. Par exemple, les crémaillères de transfert
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peuvent comporter chacune une seule barre dentée, ou bien elles peuvent être composées d'une série de pièces sensible- ment triangulaires 33" qui seraient solidaires ou feraient partie des barres verticales 36 et juxtaposées comme représenté sur la figure 4. Les outils de limitation des rebords peuvent présenter chacun un côté incliné destiné à entrer en contact avec le rebord, comme représenté sur la figure 5, ou bien, dans une machine telle que celle de la figure 12, l'outil peut posséder la forme d'un U pour entrer en contact en deux points diamétralement opposés avec l'extrémité à rebord.
Au lieu d'un tambour, on pourrait remplacer les disques 87 et 88 par un transporteur sans fin et une courroie, respectivement, et, dans ce cas, les flans se déplaceraient suivant un chemin sensiblement rectiligne au lieu d'un chemin courbe.
La machine représentée sur les figures 1 et 2 est une machine dans laquelle le mouvement des flans tubulaires à travers la machine est sensiblement rectiligne. Le mode de façonnage des tubes est également applicable à des machines rotatives, c'est-à-dire aux machines qui utilisent un tambour pour transporter le flan au-dessus des flammes chauffantes et en regard des outils façonnant les extrémités, comme repré- senté sur la figure 12. Il doit par conséquent être entendu que le procédé décrit n'est pas limité au mode de réalisation particulier qui a été représenté sur les dessins.