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"Etirage de tube"
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux procédés et aux dispositifs pour l'étirage continu de tubes de verre partir de verre fondu. Les tubes peuvent être étirée vers le bas par exemple comme dans le brevet américain 2,009,793 du 26 niai 1930 ou vers le haut comme dans le brevet américaid 2.085,245 du 22 Octobre 1930 et l'invention est applicable aix deux procédés.
La pratique courante dans l'étirage continu des tubes est de faire passer un flux d'air à travers le tube en coure
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d'étirage, et de régler son diamètre et son épaisseur do paroi par un contrôle appropria de laviscosité du verre fon- da, la pression d'air Maintenue à l'intérieur du tube et/ou par la variation de la vitesse d'étirage.
Les difficultés rencontrées dans le contrôle des di- mensions du tube en accord avec les anciennes pratiquée sont de- venues de plus en plus importantes avec les augmentations du diamètre du tube à étirer puisque, comme on peut le comprendre, le volume d'air passant à travers le tube nécessaire pour nain- tenir le diamètre voulu doit augmenter en proportion* Quand le volume d'air passant à travers le tube est important les éléments formateurs de la paroi du tube ont tendance à être très fortement refroidis et à gêner le libre glissement du tube rendant ainsi souvent nécessaire un réchauffage auxiliaire important de ces éléments.
Conformément à l'invention, le tube est étiré à tra- vers une filière ou moule 4*une section transversale conforme à la section du tube à étirer et dont la ou les dimensions inté- rieures sont calculées pour donner au tube étiré la ou les dimen- sions extérieures désirées,Le tube plastique sortant de la tour ce a, en ce point, ou à son entrée dans la filière, une dimension extérieure plus faible que la dimension intérieure de la filière et passe à travers une ouverture'ménagée dans une plaque couvrant l'entrée de la filière entourant étroitement ce tube plastique.
De préférence, cette plaque est disposée à une faible distance de l'entrée de la filière et forme au-dessus de la filière l'entrée annulaire d'une chambre sous vide qui l'entoure. Elle peut être , en graphite ou en un Métal traité pour éviter le danger de col- lage du verre, La hauteur de cet espace, camparés à la distance transversale entre le bord de l'ouverture de la plaque et la paroi bordant l'ouverture de la filière, est prévue très faible pour éviter toute dilatation du tube à cet endroit qui interférerait
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avec l'opération d'étirage.
Une chambre sous vide semblable est prévue à la sortie de la filière; cette chambre comprend une plaque dont l'ouverture a la même dimension et.la même section transversale que celles de l'ouverture de la matrice. En outre, l'extrémité extérieure de cette chambre à la sortie de la filière est prévue avec un diaphragme ou avec une plaque fendue axialement ayant une ouverture d'un diamètre correspondant pratiquement à celui du tube étiré de la façon conventionnelle, passant au début ' sous la filière et servant de joint temporaire. Un tel diaphragme, ou plaque, est ensuite déplacé latéralement par le tube mandriné lorsqu'il passe à travers la filière* Des dispositif* sont prévu* autour de la filière, sur sa longueur, pour régler sa température.
Pendant l'étirage du tube à travers la filière à l'aide d'une machine de traction d'un modèle ordinaire, les deux chambrée. sous vide sont évacuées pour supprimer l'air de l'entrée et de la sortie de la filière. Le vide crée autour du flux fondu occupant l'entrée de la filière est suffisant peur vaincre la résistance visqueuse du verre et, an conséquence, le verre se répand dans les parties supérieures de la filière jusqu'à ce qu'il vienne an con- j tact avec elles.
A ce moment, il est rapidement refroidi par la contact avec la paroi de matrico relativement froide et se con- tracte thermiquement légèrement jusqu'à fa que lui viscosité du verre soit trop grande pour que le vide maintienne le vube retroi- di au contact direct de la filière. Toutefois, le verra continue à se refroidir lorsqu'il avance à travers la filière et continue donc à se contracter dans une certaine mesure.
Il en résulte que. le tube rigide lorsqu'il sort; du fond de la filière est de quel- ques centièmes de millimètre.? plus petit que le trou de la filière et de ce fait une fuite d'air se produit autour du tube entouré par la partie inférieure de la filière. Afin de s'assurer que cette fuite d'air n'est pas, au début, telle que la réduction de la pression d'air autour du tube pénétrant dans la filière na
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soit pas suffisante pour obtenir la dilatation du verre, une source de vide peut être réunie à la chambre sous vide à la sortie de la filière.
En variante, mais dans une forme de réalisation moins appréciée, la filière.est entourée par une chambre sous vide et comporte des fentes en spirales sur la longueur de sa paroi, ' travers lesquelles l'air est évacué pour dilater le verre et l'amener en contact avec la matrice pendant la première partie du passage du tube fondu à travers cette matrice.
L'invention est décrire en détails dans ce qui suit, à l'aide du dessin joint où :
La figure 1 est une coupe verticale schématique d'un dispositif d'étirage comportant une filière conformeà l'inven-' - tion, la coupe étant faite suivant l'axe du tube en cours d'éti- rage.
La figure 2 est une vue semblable à la figure 1 à plus grande échelle, montrant le tube dilaté passant à travers la filière.
La figure 3 est une coupe verticale d'une autre forme de rélisation d'une filière conforme à l'invention.
La figure 1 montre une partie d'un avant creuset 11 contenant une charge de verre fondu 12 fournie par un bassin de fusion du.verre convenable (non représenté) réuni à l'avant creu- set de la façon habituelle. gavant creuset 11 comporte un orifice d'alimentation du verre 13, placéà la partie inférieure et comprenant une bague
14, Un mandrin 15, convenablement suspendu et en ligne avec l'ori- fice de la bague 14, porte à sa partie inférieure un cône 18 for- mant un trou au niveau convenable pour qu'il se forme un passage an, nulairé enre la bague 14 et le cône 18 d'où sera étiré un tube de verre fondu 19 par exemple à l'aida de galets d'étirage 20.
Comme on peut le voir, le tube 19 est étroitement
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entouré, près de sa racine, par une plaque 21 dont l'ouvbertare a un diamètre plus petit que celui de la filière 22 dont l'entrée est à une petite distance de la plaque 21 pour former un passage annulaire vers une chambre sous vide 33 vissée sur la face s' entrée de la filière et. réunie à une source de vide convenait par le conduit 25.
La sortie de la filière 22 est également munie d'une plaque 31 formant l'une des parois de la chambre sous vide 33 et ayant une ouverture correspondant au diamètre ou à la section transversale du trou de la filière 22. La chambre sou. vide 33 ,peut être branchée à une source de vide par un conduit approprié 35.
Dos glissières 32 portent une plaque en deux parties 41 comportant une ouverture approximativement de même diamètre que la plaque 21 et fendue axialement 36. La plaque 41 est utilisée comme diaphragme pour fermer d'une façon pratiquement étanche l'espace entre le tube non dilaté et le passage à travers la plaque 31 au début de l'opération d'étirage et jusqu'à ce que le tube dilaté passe à travers l'orifice de ladite plaque. A ce moment le tube déplace simplement latéralement les moitiés de la plaque 41. Pour faciliter la mise en place de la plaque 21 autour du tube ou pour son remplacement, elle peut être aussi tendue axialement.
Le réglage de la température de la filière 22/est assuré par un groupe de tubes 50 comportant des ouvertures 51 dirigées vers la filière 22 et réunie à un collecteur 53 d'alimentation en réfrigérant par une soupape da réglage 54.
L'opération d'étirage est la suivante :
Un tube de verre liquide passant à travers la filière 22 est dilaté et vient au contact de la paroi de la filière à la partie supérieure de celle-ci par la création d'un vide à l'inté- rieur de la chambre 23 en créant de préférence en même teups un j
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vide dans la chambre 33.
Le tube dilaté est rapidement refroidi par contact avec la filière et se contracte légèrement en se sé- parant de la surface à une viscosité trop grande pour que le vide ait une influence ultérieure quelconque sur lui. Un tube ainsi dilaté lorsqu'il vient au contact des deux demi plaqués 41, les pousse simplement sur le côté, la plaque 31 de la chambre agirent ensuite pour maintenir un joint convenable autour de la sorti* de la filière.
Dans la variante de la forme de réalisation de l'inven- tion représentée à la figure 3, la filière 60, qui est inter- changeable avec la filière 22, porte des rainures en spirales 61 à travers sa paroi et est entourée par une chambre sous vide 62.
Un flux tubulaire de verre fondu passant à travers se dilate dans la partie supérieure de la filière en raison de sa viscosité basse et, après avoir été refroidi par la filière, se contracte légèrement et se sépare de la filière, il devient alors trop visqueux peur être affecté par la dépression qui agit sur lui lorsqu'il avance à travers la filière, de la même façon que dans les dispositifs des figures 1 et 2.
Ainsi qu'on peut le constater, l'invention n'empoche aucunement l'utilisation des perfectionnements des systèmes uti- lisés jusqu'à présent permettant le rélae du diamètre et/ou de l'épaisseur de paroi du tube à étirer mais ajoute au contraire un moyen de réglage important. De plus, bien que dans la des- cription la filière tubulaire soit prévue avec des passages cy- lindriques, il est évident que l'invention peut être appliquée à la production de tubes d'une grande variété de formée de section transversale en prévoyant simplement des filières ayant un passage de la forme voulue. De plus, il est non seulement possible d'éti- rer des tubes de la forme désirée mais également d'avoir des épaisseurs.de paroi différentes en un ou plusieurs points radia- lement opposés.
On peut, par axemple, mettre en place la plaque
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21 pour que le centre de son ouverture soit décalé par rapport au centre de l'ouverture de la filière, dans ce cas la dilatation du verre sera plus importante d'un côté de la paroi que sur le côte de la paroi opposée et de ce fait les deux surfaces de paroi opposées auront des épaisseurs différentes; si l'on désire avoir des tubes d'une section transversale elliptique et avoir la para'. du plus petit axe plus mince que celle du plus grand axe, ceci peut être obtenu en employant une plaque semblable à 21 ayant une ouverture avec un rapport grand axe sur petit axe plus grand que celui de la filière et qui aura tendance à aplatir le tube plas- tique avant son entrée dans la filière.
Il est évident que les modes de réalisation ne sont décrits qu'à titre d'exemple et ne peuvent limiter l'invention.
REVENDICATIONS -
1. Un procédé de dilatation d'un tuba plastique en cours d'étirage continu pour l'amener à une formme et à une dimen sion désirées qui consiste à faire passer ce tube par Une filière tubulaires dont l'alésage a uce forme et une dinension correspon- dant pratiquement à la forme et à la dimension auxquelles le tube doit être dilaté, à créer une dépression pour dilater le tabe et l'amener au contact de la filière et à maintenir la filière à une température à laquelle elle refroidit le tube qui est à son con- tact pour l'amener à se contracter et à se séparer légèrement de la filière pendant son passage à travers elle.
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"Tube drawing"
The present invention relates to improvements to methods and devices for the continuous drawing of glass tubes from molten glass. The tubes can be stretched down, for example, as in US Pat. No. 2,009,793 of June 26, 1930, or up as in US Pat. No. 2,085,245 of October 22, 1930 and the invention is applicable in two methods.
The common practice in continuous tube drawing is to pass a flow of air through the tube while it is running.
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stretching, and to adjust its diameter and wall thickness by an appropriate control of the viscosity of the molten glass, the air pressure maintained inside the tube and / or by varying the stretching speed .
The difficulties encountered in controlling the dimensions of the tube in accordance with the old practices have become more and more important with the increases in the diameter of the tube to be stretched since, as can be understood, the volume of air passing through the tube necessary to keep the desired diameter must increase in proportion * When the volume of air passing through the tube is large the forming elements of the tube wall tend to be very strongly cooled and interfere with the free sliding of the tube thus often necessitating significant auxiliary heating of these elements.
In accordance with the invention, the tube is stretched through a die or mold 4 * a cross section corresponding to the cross section of the tube to be drawn and the internal dimension (s) of which are calculated to give the drawn tube the one or more. desired external dimensions, The plastic tube exiting the tower has, at this point, or at its entry into the die, an outer dimension smaller than the inner dimension of the die and passes through an opening made in a plate covering the entry of the die tightly surrounding this plastic tube.
Preferably, this plate is arranged at a short distance from the inlet of the die and forms above the die the annular inlet of a vacuum chamber which surrounds it. It can be, in graphite or in a treated metal to avoid the danger of sticking the glass, The height of this space, camparés at the transverse distance between the edge of the opening of the plate and the wall bordering the opening of the die, is designed to be very low to avoid any expansion of the tube at this location which would interfere
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with the stretching operation.
A similar vacuum chamber is provided at the outlet of the die; this chamber comprises a plate, the opening of which has the same dimension and the same cross section as those of the opening of the die. Further, the outer end of this chamber at the outlet of the die is provided with a diaphragm or with an axially slotted plate having an opening of a diameter substantially corresponding to that of the tube stretched in the conventional manner, passing at the beginning. under the die and serving as a temporary seal. Such a diaphragm, or plate, is then moved laterally by the mandrel tube as it passes through the die * Devices * are provided * around the die, along its length, to regulate its temperature.
While stretching the tube through the die using an ordinary model tensile machine, the two chambered. vacuum are evacuated to remove air from the inlet and outlet of the die. The vacuum created around the molten stream occupying the entrance to the die is sufficient to overcome the viscous resistance of the glass and, as a result, the glass spreads in the upper parts of the die until it comes into contact. j tact with them.
At this point, it is rapidly cooled by contact with the relatively cool matrix wall and thermally contracts slightly until the viscosity of the glass is too great for the vacuum to keep the retro-vube in direct contact. of the sector. However, the will continue to cool as it advances through the die and therefore continues to contract to some extent.
It follows that. the rigid tube when it comes out; from the bottom of the die is a few hundredths of a millimeter. smaller than the die hole and therefore air leakage occurs around the tube surrounded by the lower part of the die. In order to ensure that this air leak is not, at the beginning, such that the reduction of the air pressure around the tube entering the die na
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is not sufficient to obtain the expansion of the glass, a vacuum source can be joined to the vacuum chamber at the outlet of the die.
Alternatively, but in a less preferred embodiment, the die is surrounded by a vacuum chamber and has spiral slots along the length of its wall, through which air is vented to expand the glass and the glass. bring in contact with the die during the first part of the passage of the molten tube through this die.
The invention is described in detail in the following, using the accompanying drawing where:
FIG. 1 is a schematic vertical section of a drawing device comprising a die according to the invention, the section being made along the axis of the tube being drawn.
Figure 2 is a view similar to Figure 1 on a larger scale, showing the expanded tube passing through the die.
Figure 3 is a vertical section of another embodiment of a die according to the invention.
Figure 1 shows a portion of a front crucible 11 containing a charge of molten glass 12 supplied by a suitable glass melting basin (not shown) joined to the front crucible in the usual manner. burner crucible 11 has a glass feed orifice 13, placed at the lower part and comprising a ring
14, A mandrel 15, suitably suspended and in line with the orifice of the ring 14, carries at its lower part a cone 18 forming a hole at a suitable level so that a zero passage is formed between the ring 14 and the cone 18 from which a molten glass tube 19 will be stretched, for example with the help of stretching rollers 20.
As can be seen, tube 19 is tightly
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surrounded, near its root, by a plate 21, the opening of which has a diameter smaller than that of the die 22, the entrance of which is at a small distance from the plate 21 to form an annular passage to a vacuum chamber 33 screwed on the face s entry of the die and. connected to a suitable vacuum source via line 25.
The outlet of the die 22 is also provided with a plate 31 forming one of the walls of the vacuum chamber 33 and having an opening corresponding to the diameter or to the cross section of the hole in the die 22. The chamber sou. vacuum 33, can be connected to a vacuum source through a suitable conduit 35.
Back slides 32 carry a two-part plate 41 having an opening approximately the same diameter as plate 21 and axially slotted 36. Plate 41 is used as a diaphragm to close in a substantially sealed manner the space between the unexpanded tube and passing through plate 31 at the start of the stretching operation and until the expanded tube passes through the orifice of said plate. At this point the tube simply moves the halves of the plate 41 laterally. To facilitate the positioning of the plate 21 around the tube or for its replacement, it can also be tensioned axially.
The temperature of the die 22 / is regulated by a group of tubes 50 comprising openings 51 directed towards the die 22 and joined to a manifold 53 for supplying refrigerant by a regulating valve 54.
The stretching operation is as follows:
A tube of liquid glass passing through the die 22 is expanded and comes into contact with the wall of the die at the top thereof by creating a vacuum within the chamber 23 creating preferably at the same time a day
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empty in chamber 33.
The expanded tube is rapidly cooled by contact with the die and contracts slightly as it separates from the surface to a viscosity too great for the vacuum to have any subsequent influence on it. A tube thus expanded when it comes into contact with the two half-plates 41, simply pushes them aside, the plate 31 of the chamber then acts to maintain a suitable seal around the outlet * of the die.
In the variant of the embodiment of the invention shown in Figure 3, the die 60, which is interchangeable with the die 22, carries spiral grooves 61 through its wall and is surrounded by a chamber. under vacuum 62.
A tubular flow of molten glass passing through expands in the upper part of the die due to its low viscosity and, after being cooled by the die, contracts slightly and separates from the die, then it becomes too viscous for fear. be affected by the depression which acts on it as it advances through the die, in the same way as in the devices of Figures 1 and 2.
As can be seen, the invention in no way precludes the use of improvements in the systems used hitherto allowing the real diameter and / or the wall thickness of the tube to be drawn to be made, but adds to the on the contrary, an important means of adjustment. In addition, although in the description the tubular die is provided with cylindrical passages, it is evident that the invention can be applied to the production of tubes of a wide variety of cross-sectional shapes by simply providing. dies having a passage of the desired shape. In addition, it is not only possible to stretch tubes to the desired shape but also to have different wall thicknesses at one or more radically opposed points.
We can, for example, set up the plate
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21 so that the center of its opening is offset relative to the center of the opening of the die, in this case the expansion of the glass will be greater on one side of the wall than on the side of the opposite wall and of this fact the two opposite wall surfaces will have different thicknesses; if it is desired to have tubes of an elliptical cross section and to have the para '. of the smaller axis thinner than that of the larger axis, this can be achieved by employing a 21-like plate having an opening with a larger axis to minor axis ratio than that of the die and which will tend to flatten the tube plastic before entering the industry.
It is obvious that the embodiments are described only by way of example and cannot limit the invention.
CLAIMS -
1. A process of expanding a plastic tuba during continuous stretching to bring it to a desired shape and size which consists of passing this tube through a tubular die, the bore of which has this shape and size. dinension corresponding practically to the shape and size to which the tube is to be expanded, to create a vacuum to expand the tabe and bring it into contact with the die and to maintain the die at a temperature at which it cools the tube which is in contact with it to cause it to contract and separate slightly from the die as it passes through it.