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Procédé et appareil pour évider un corps de verre à l'état plastique chaud.
Cette invention se rapporte à des procédés et appareils pour évider un corps de verre à l'état chaud plastique.
Dans la fabrication des isolateurs de verre à haute ten- sion, on moule le verre entre deux éléments de moule complémen- taires pour donner au verre la forme voulue d'une cuvette plate pourvue en son centre d'une cavité profonde. Cette cavité présen- te des parois coniques et est légèrement plus large à l'entrée qu'au fond, pour faciliter le démoulage.
Pour compléter l'isolateur, une broche en acier est cimentée dans la cavité et pour former dans celle-ci un épaule- ment d'ancrage et bloquer la broche dans la cavité lorsque le ciment est damé dans celle-ci autour de la broche, on évide la cavité au-delà de l'entrée en vue de transformer la cavité coni- que en un évidement, pour constituer un épaulement d'ancrage juste derrière l'entrée de la douille.
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Cette déformation de la paroi de la douille vers l'ex- térieur derrière son entrée s'exécutait jusqu'à présent à la main, en employant un manche à façonner dont on fait tourner la tête de façonnage suivant un trajet plus ou moins circulaire en la repoussant radialement sur le verre. L'opérateur ne peut régler la ma.rche de la déformation qu'en variant la pression exercée sur le verre qui ne doit pas être telle qu'il se forme des plis dans le verre mais assez fote cependant pour achever l'opération avant que le verre ne se soit refroidi à un point où la déformation devient difficile.
Toutefois, quelle que soit l'habilité de l'opérateur à exercer une pression définie et constante, le procédé donne des résultats peu satisfaisants en raison des variations inévi- tables de la température du verre. Ces variations de température exigent des variations correspondantes de la pression et celles- ci ne peuvent être estimées par l'opérateur.
Le principal but de l'invention est de pourvoir à l'exécution de la paroi de la cavité par un degré prédéterminé de déformation au lieu de l'application d'une pression prédéter- minée.
Un autre but essentiel de l'invention est de créer un dispositif automatique pour commander les mouvements d'un manche de façonnage, de manière à éviter toute malfaçon dans l'exécu- tion de l'évidement des cavités d'isolateurs en verre, et d'ob- tenir des produits de forme standard.
Un autre but essentiel de la présente invention est de créer un appareil au moyen duquel la tête de façonnage du manche peut être introduite dans la cavité de l'isolateur et y tourner automatiquement suivant un parcours circulaire prédéterminé de rayon graduellement croissant, tandis qu'elle peut rouler en contact avec les parois de la douille en tournant autour de son propre axe, le parcours suivi par la tête de façonnage du manche étant préalablement déterminé de façon que le degré d'accroisse-
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ment du rayon permet d'effectuer la déformation sans produire des plis qui pourraient résulter d'une pénétration ou action de labour;
age excessive du manche de façonnage dans le verre, tandis que le contact de roulement évite qu'il se forme à la fin des crevasses ou fissures qui pourraient sans cela être occasionnées par un glissement du manche sur le verre.
Le procédé de déformation d'une cavité creusée dans un corps de verre à l'état plastique chaud, suivant la présente invention, consiste à introduire un manche de façonnage dans la cavité et à faire décrire alors à son axe un parcours prédéter- miné à rayon progressivement croissant pendant que le manche tourne lui-même librement autour de son axe par suite de son cohtact de roulement avec les parois de la cavité, de façon à évider celle-ci.
La présente invention concerne aussi un procédé pour former d'un isolateur de verre à haute tension présentant la forme d'une cuvette et pourvu d'une cavité conique, un isolateur à cavité évidée formant un épaulement d'ancrage, ce procédé con- sistant à faire rouler un organe déformateur sur la paroi inter- ne de la cavité conique alors qu'elle se trouve à une température voisine de la plasticité, et, après chaque tour de la paroi in- terne, à déplacer l'organe déformateur vers l'extérieur,d'un degré limité avec précision,que le verre peut admettre sans se laisser labourer'ou entamer, de manière que la cavité soit graduellement évidée par une succession de tours de l'organe dé- formateur.suivant des pampours circulaires concentriques de rayons prédéterminés, en créant ainsi progressivement l'épaule- ment d'ancrage.
L'appareil pour exécuter une cavité évidée dans un corps de verre à l'état plastique chaud, suivant la présente invention, comporte un manche de façonnage susceptible de tour- ner librement autour'de son propre axe, un dispositif pour placer le manche coaxialement à la cavité, un dispositif pour déplacer
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progressivement le manche en l'écartant de sa position coaxiale à la cavité, et un dispositif pour communiquer simultanément au manche un mouvement circulaire autour de l'axe de la cavité.
Suivant l'invention, l'appareil destiné à exécuter une cavité évidée dans un corps de verre à l'état plastique chaud est caractérisé par un manche de façonnage monté dans un joint universel et susceptible de tourner librement autour de son propre axe, un organe qu'on peut faire tourner autour de l'axe de la cavité, une pièce mobile montée sur l'organe rotatif et entrant en prise avec ce manche, de manière à pouvoir déplacer le manche de façonnage progressivement à partir de l'axe cen- tral vers l'extérieur,et un dispositif pour déplacer cette pièce par rapport à l'organe rotatif pendant la rotation de ce dernier de manière que la tête de façonnage du manche se déplace suivant des parcours circulaires concentriques prédéterminés de rayons croissants en contact de roulement avec les parois de la cavité.
Dans les formes de construction préféréesde l'appareil suivant l'invention le mouvement rotatif du manche autour du centre du joint universel est produit par un organe rotatif pourvu d'une rainure diamétrale à travers laquelle passe le manche, en combinaison avec un dispositif pour déplacer le man- che le long de la rainure pendant la rotation de cet organe, de telle sorte que le manche s'incline sur la verticale par degrés prédéterminés et successifs à chaque tour de l'organe rotatif.
Ainsi qu'il sera exposé plus particulièrement ci- dessous, 1.'organe rotatif affecte de préférence la forme d'une roue dentée et la pièce mobile est un organe coulissant ayant convenablement la forme d'un plongeur soumis à l'action d'un ressort.
La forme d'exécution préférée de l'appareil suivant l'invention comporte un manche, monté dans un joint universel disposé près de celle des extrémités du manche qui est desti- née à pénétrer dans la cavité., un organe denté., rainuré diamé-
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tralement, monté de manière à pouvoir tourner autour de l'axe du manche, et à l'aide duquel ce dernier peut, lorsqu'il est in- cliné sur la verticale, être déplacé suivant un parcours circu- laire autour du centre du joint, un dispositif élastique agis- sant sur la partie du manche qui se trouve de l'autre côté de l'organe denté par rapport au joint universel pour augmenter progressivement l'inclinaison du manche par degrés prédéterminés en synchronisme avec chaque tour de l'organe denté,
et un dispo- sitif anti-friction entre le manche et le joint, l'organe denté et le dispositif de commande élastique au moyen duquel on peut faire tourner le manche autour de son propre axe en appliquant l'extrémité située près du joint sur la paroi plastique de la cavité.
La monture de l'organe denté peut comprendre un siège conique et le manche peut porter un élément conique qui lorsqu'il est appliqué sur le siège amène le manche dans une position ver- ticale, le siège pouvant être déplacé-verticalement pour dégager le manche en vue de son basculement.
Une variante de l'appareil suivant l'invention comprend une paire d'organes convenablement espacés l'un de l'autre dans le sens axial et susceptibles chacun de recevoir un mouvement de rotation autour de l'axe de la cavité, un manche de façonnage susceptible de tourner autour de son propre axe, une pièce mo- bile montée sur chacun de ces organes,et entrant en prise avec le manche, de manière à pouvoir déplacer celui-ci progressive- ment à partir de l'axe central de la cavité vers l'extérieur, et un dispositif pour faire mouvoir chacune de ces pièces par rapport à l'organe rotatif correspondant pendant la rotation de ce dernier, de manière que la tête de façonnage du manche se meuve suivant un parcours prédéterminé de rayon croissant en roulant au contact de la paroi de la cavité.
Un appareil conformateur de cavités suivant l'inven- tion est de préférence incorporé dans une machine à presser les - isolateurs en verre en partant d'ébauches.
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Afin de mieux faire comprendre l'invention, on en dé- crira ci-après des formes d'exécution préférées, en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
Fig.l est une vue en élévation,
Fig.2 une vue en plan, et Fig.3 une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la fig.l.
Fig.4 et 5 sont des vues partielles en élévation et en plan respectivement d'une variante de l'invention.
Fig. 6 est une vue de détail prise de dessous suivant la ligne VI-VI de la fig.4, et Fig.7 est une vue de détail d'un dispositif indicateur de hauteur pour la remise en place automatique du manche de façon- nage.
Sur tous ces dessins, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes pièces ou des pièces semblables.
Un isolateur A en forme de cuvette plate pourvue d'une cavité B, fabriqué au moyen de verre à l'état plastique à chaud, est représenté en traits de chaînette sur la fig.1, comme se trouvant dans un moule inférieur C et muni d'une bague D pour Inadaptation de l'appareil de commande du manche de façonnage.
Après le pressage dans le moule, la paroi de la cavité B est conique et inclinée vers l'intérieur à partir de l'entrée de la douille jusqu'au fond de celle-ci, et l'opération de dé- formation à exécuter produit un épaulement E.
Sur le dessin le manche 1 est représenté dans la posi- tion inclinée qu'il occupe à la fin de l'opération de déformation et on comprendra que le profil de la tête 'à la. base du manche est déterminé par la section transversale finale que doit présenter la paroi de la cavité.
Près de l'extrémité destinée à pénétrer dans la cavité, c'est-à-dire près de la tête de façonnage, le manche 1 est monté dans la rotule 2 d'un joint universel 3, porté par le châssis 4, qui constitue la cage inférieure de l'appareil représenté, dont
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la cage supérieure est constituée par le châssis 5.
' La cage supérieure porte un pignon conique 6 qui est rainuré diamétralement comme c'est indiqué clairement en 6a sur la fig.3. Le pignon 6 est actionné par le pignon 7 monté sur un arbre 8 porté par le châssis 5 et actionné par tout moteur approprié. En conséquence, lorsque le pignon 6 tourne, le manche tourne autour du centre de la rotule 2 aussit8t que ce manche dévie de la position verticale.
Sur le pignon 6 est fixée une console 9 qui porte le dispositif destiné à faire dévier progressivement le manche 1 par degrés égaux et qui comprend un plongeur à ressort 10, pour- vu d'un oeillet 11 à travers lequel passe l'extrémité supérieu- re du manche 1,.ce plongeur portant sur le profil périphérique d'une,came 12'-dont l'axe vertical est porté par la console et qui présente un profil en forme de colimaçon comme le montre claire- ment la fig.2.
Le ressort 10a qui porte contre un écrou 10b maintient le plongeur 10 en contact avec la came 12 en fonctionnement normal, de telle sorte que le trajet décrit par la tête de fa- çonnage du manche est déterminé par la came.
Cette came 12 est raccordée à une roue à rochet coaxia- le 13, et sur la cage supérieure 5 est monté un cliquet 14, comme c'est représenté clairement sur la fig.2, de telle sorte qu'à chaque tour du pignon 6, la roue à rochet 13, qui est portée par ce dernier au moyen de la console 9, heurte le cliquet 14 qui le fait mouvoir d'un pas, ce mouvement angulaire étant alors transmis à la came 12 dans la direction de la flèche 15 (voir fig.2), ce qui permet au plongeur 10 de se déplacer longitudina- lement d'une amplitude limitée et au manche 1 de s'incliner d'une quantité correspondant à la différence entre les rayons des gradins de la périphérie de la came.
On remarquera par ce qui précède que la tête de façon- nage du manche décrit un circuit complet sur le pourtour de la
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cavité B avant qu'un déplacement radial du manche ne puisse se faire sous l'action de la came 12, et que le mouvement radial est réglé d'une façon précise par la hauteur du gradin. La forme de la came est établie pour permettre un déplacement radial de la tête de façonnage du manche à un moment et avec une amplitude tels que le verre puisse l'admettre.
A sa partie supérieure, le châssis 4 porte un renfle- ment 16 dans lequel est montée une buselure 17 qui peut s'ajus- ter axialement par rapport au renflement eu moyen de pièces filetées 17a montées dans le collier de la buselure et s'appli- quant sur le renflement 16. La face interne de la buselure 17 présente une forme conique et agit comme un arrêt ajustable qui prédétermine l'inclinaison maximum du manche.l.
On se rendra compte par ce qui précède que la rotation du pignon 6 provoque le basculement progressif du manche 1 et sa rotation continue jusqu'à ce que la buselure 17 arrête tout nouveau déplacement radial du manche.
Le manche étant dévié de la position verticale, rencon- tre les parois de la rainure 6a du pignon 6 et se met à tourner avec le pignon autour du centre de la rotule 2 et la tête de façonnage à la base du manche-, agissant à l'intérieur de la cavité B de l'isolateur A/déforme la cavité pour y créer l'épau- lment d'ancrage E.
Comme le montre clairement la fig.l, un roulement à billes la est intercalé entre le manche et toute surface de support qui coagit avec le manche, qui est ainsi suffisamment soustrait à toute friction avec les parties coopérantes pour permettre à la tête de façonnage du manche d'exécuter par suite de son contact à friction avec le verre plastique un véritable mouvement de roulement sur la surface du verre, ce qui a pour effet d'éviter toutes crevasses, fissures, ou replis, et comme le mouvement radial du manche est en tout temps effectivement contrôlé par le plongeur 10 et le came 12 il devient impossi-
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ble au manche de labourer le verre plastique.
En-dessous de la roue à rochet 13 se trouve un ressort spiral 18 raccordé à la console 9 et à la roue à rochet, la dis- position étant telle que lorsqu'on fait tourner la came pour augmenter l'angle d'inclinaison du manche- 1, le ressort s'en- roule. Aussi longtemps que le plongeur 10 est repoussé sur la came, le ressort spiral 18 se trouve dans l'impossibilité de faire tourner la came en sens inverse, mais lorsque le manche est ramené au centre, comme on l'expliquera maintenant, la pres- sion du plongeur est éliminée et le ressort spiral ramène alors la came dans sa position de départ.
Sur le châssis 5 se trouve un siège conique 19 disposé coaxialement par rapport au pignon 6, tandis qu'un collier coni- que 20 est monté sur le manche. Lorsque le collier 20 est dégagé du siège une'opération de déformation peut être exécutée, mais lorsqu'il est appliqué sur son siège le manche est centré et peut être retiré ou introduit rapidement- dans la cavité conique d'un isolateur de verre à haute tension à l'état plastique sans détériorer le verre à l'étroite embouchure de la cavité.
Ainsi que le montre clairement la fig.l, la cage in- férieure 4 porte des tiges verticales 21 sur lesquelles sont enroulés des ressorts 22 qui tendent toujours à séparer la cage supérieure 5 de la cage inférieure 4, et des têtes 23 aménagées sur les tiges limitent la séparation.
Lorsque les cages sont abaissées, la cage inférieure 4 entre en prise avec la bague d'adaptation D reposant sur le moule C et est alors arrêtée, mais la cage supérieure 5 conti- nue à descendre en comprimant davantage les ressorts 22 et en écartant le siège 19 du collier 20, de manière que le manche puisse s'incliner. Lorsque les cages sont.soulevées, la cage supérieure 5 se meut d'abord, ce qui s'accompagne de la détente des ressorts 22 et le siège 19 rencontre le collier 20 de telle sorte que le manche est centré avant qu'il ne soit retiré de la douille.
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La bague d'adaptation D est pourvue de tiges 25 qui servent de guides au châssis 5, et des ressorts 26 enroulés .autour de ces tiges secondent les ressorts 22 des tiges 21 pour supporter élastiquement le châssis 5 lorsqu'il se trouve dans la position de travail. Le châssis 5 peut porter un dispositif pour actionner un commutateur électrique destiné à arrêter et mettre en marche un moteur électrique qui actionne le pignon conique 7.
Lorsque l'appareil décrit est installé en un point con- venable d'une machine destinée à exécuter l'isolateur par pres- sage d'une ébauche, le châssis 5 peut être pourvu d'un cylindre à air comme c'est indiqué en 27 et être alors actionné de la même manière que le moule de pressage supérieur habituel et en synchronisme avec celui-ci, tandis que les moules inférieurs tels que C sont alors montés sur une table qu'on fait tourner pas à pas d'une manière connue, pour amener chaque moule succes- sivement aux postes d'arrivée de l'ébauche, de pressage, de dé- formation de la cavité, et de refroidissement.
Un isolateur de verre à haute tension peut ainsi être fabriqué dans les conditions voulues pour permettre l'introduc- tion de la broche habituelle en acier, par un dispositif entière- ment automatique et un produit standard peut aussi être obtenu.
Toutefois, l'appareil ici décrit peut constituer une machine individuelle et la pièce chaude pressée peut y être transférée de la manière usuelle dans un moule C monté dans la machine, les éléments 4 et 5 pouvant être actionnés mécaniquement, par exemple au moyen d'un levier à main ou par de l'air comprimé, agissant par exemple dans un cylindre 27, ainsi que le compren- dront les hommes de métier.
Si l'on emploie un organe de commande actionné mécani- quement qui contrôle effectivement la rotation du manche, celui- ci est toujours soumis à un effort constant et le degré de dé- formation du verre est régulier en tout temps, ce qui a pour effet d'éviter le labourage du verre et les enrayures en permet-
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tant au manche de rouler au contact du verre. En outre, le manche est actionné lorsque le verre se trouve à une température qui est pratiquement celle de la compression du verre, de telle sorte que la formation de l'épaulement d'ancrage s'effectue dans les meilleures conditions..
Il résulte de ce qui précède que la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un isolateur de verre à haute tension à cavité évidée formant un épaulement pour l'ancra- ge, qui consiste à faire rouler un organe déformateur sur la paroi interne de la cavité pendant qu'elle se trouve à peu près à la température de compression, et est caractérisé en ce qu'après chaque tour exécuté sur la paroi interne l'organe déformateur est déplacé vers l'extérieur d'une quantité limitée déterminée avec précision, que le verre peut admettre sans se laisser labourer, de telle sorte que la douille est graduellement déformée par une série de tours de l'organe déformateur suivant des trajets circulaires concentriques de rayons prédéterminés.
Dans une variante de l'invention représentée sur les figs. 4,5 et 6, le manche reste parallèle à l'axe de la douille pendant l'opération de déformation. Un châssis 5a est pourvu d'un corps central creux 30, permettant un déplacement latéral du manche dans la mesure voulue. Des roues dentées 31 sont susceptibles de tourner sur ce corps à la partie supérieu- re et à la partie inférieure de ce dernier et sont actionnées par des pignons 32 montés sur un arbre 33 actionné par les pi- gnons coniques 6, 7. Le châssis 5a se termine à la partie infé- rieure par une pièce étoilée 5b qui est fixée à la bague 4 par .des tiges 25.
Chaque roue dentée 31 porte un organe rainuré 34 dans lequel un bloc 35 est susceptible de coulisser. Le manche 1 est monté dans les blocs 35 par des roulements à billes la. Chaque bloc 35 porte un galet 36 qui est repoussé contre une came rota- tive 12 par un ressort 10a.
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Les deux cames 12 sont fixées sur un arbre 39 tourillon- né dans le châssis 5a et portant une roue à rochet 38, une roue dentée 13 et un ressort spiral 18. L'arbre à cames 39 est action- né par degré à chaque tour des roues 31 par une saillie 14 mé- nagée sur la roue inférieure 31 (fig.6) et entrant en prise avec une roue dentée 45 pivotant sur un tourillon 46 et portant un pignon 47 qui engrène dans la roue dentée 13. Lorsqu'on fait tourner l'arbre à cames, le ressort 18 s'enroule, et l'arbre est empêché de tourner en arrière par un cliquet à ressort 41 arti- culé au châssis en 41a et entrant en prise avec la roue à ro- chet 58. Le cliquet 41 est pourvu d'une poignée 42.
Au cours du fonctionnement, on fait tourner les roues dentées 31 de manière à faire tourner les cames 12, qui déplacent les blocs 35 conjointement avec le manche 1. Lorsque le déplace- ment total de longueur désirée a eu lieu, on actionne la poignée 42 pour dégager l'arbre à cames 59 et le ressort spiral 13 fait alors tourner en sens inverse les cames pour les ramener dans leur position de départ, en obligeant le manche à se centrer.
Afin que le manche puisse se replacer automatiquement dans la position centrée, le châssis 5a peut être pourvu d'un châssis supérieur 50 semblable au châssis 5a déjà mentionné, sur lequel sont montées les tiges verticales 21, avec têtes 23, autour desquelles des ressorts 22 sont enroulés. entre le châs- sis 50, qui est vissé sur les trois montants 21, et le châssis 5a. Le châssis 50 est relié à un cylindre à air 27 au moyen duquel on peut soulever le plateau lorsqu'on le désire.
Sur le châssis 50 est monté un bras pendant 51 pourvu d'une .rampe 52 et disposé de telle manière que la rampe actionne le bras de cliquet 42 pour dégager le cliquet 41 de la roue à rochet 35 lorsqu'on soulève le châssis. Le mouvement initial du châssis est un déplacement relatif par rapport au châssis 5a qui est à ce moment immobile, de sorte que le cliquet permet la re- mise en place du manche avant que celui-ci ne soit soulevé du moule.
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L'invention porte aussi sur l'isolateur en verre à haute tension fabriqué par le procédé qui vient d'être décrit.
La présente invention permet de fabriquer des isolateurs en verre à haute tension de forme standard, présentant en parti- culier une cavité évidée de dimensions exactement déterminées, de manière à faciliter le montage des ferrures de support ha- bituelles dans les cavités des isolateurs.
R E V E N D I C A T 1 0 N S
1) Appareil pour former une cavité évidée dans un corps de verre à l'état plastique chaud, comportant un manche de fa- çonnage susceptible de tourner librement autour de son propre axe,un dispositif pour amener le manche dans l'axe de la cavité, un dispositif pour déplacer le manche progressivement de manière à 1'écarter de sa position axiale par rapport à la cavité, et un dispositif pour imprimer simultanément au manche un mouvement circulaire autour de l'axe de la cavité, de manière à faire sui- vre au manche un trajet prédéterminé.
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