Procédé pour la fabrication d'objets creux scellés, en verre. L'invention est relative à un procédé pour la fabrication d'objets creux scellés, en verre, à partir d'éléments complémentaires moulés au préalable, et plus particulièrement d'objets c tels que blocs ou briques de construction ou analogues se prêtant à la construction de murs, de cloisons et de plafonds.
Jusqu'à présent, les, corps-ou objets creux scellés, en verre, tels que les blocs de cons- traction, étaient généralement préparés en pressant l'un contre l'autre des éléments com- pliémentaires moulés, munis de brides péri phériques, en chauffant les bords de ces brides et en les soudant l'un à Z'autre. Bien 5 que ce procédé donne des:
résultats générale ment satisfaisants, on a néanmoins rencon tré des difficulté à obtenir des corps creux ayant la pression interne voulue. En effet, l'air ou les autres gaz. enfermés à l'intérieur D du corps. ont rarement la même température que le verre même, de sorte que l'élévation de température de ces:
gaz succédant au scel lement des parties du verre a pour résultat un accroissement de la pression interne, qui peut être suffisant pour provoquer la défor mation ou même la rupture des parois de l'objet fini, ceci plus spécialement dans le voisinage de la zone de jointure fortement chauffée.
La présente invention a pour but de re médier à ces inconvénients et d'offrir un pro cédé permettant de préparer des objets creux scellés, en verre, à résistance améliorée et contenant un milieu gazeux de caract6ris- tiques contrôlées.
Suivant l'invention, on. règle les caracté ristiques du milieu gazeux régnant dans l'ob jet fini en soumettant les éléments, avant de les presser l'un<I>contre</I> l'autre, à une période d'attente suffisante pour chauffer le milieu gazeux compris entre eux et évacuer une par tie de ce gaz ou de cet air, la position réci proque des éléments pendant cette période d'attente étant telle qu'il reste au moins entre eux une petite ouverture d'échappe ment.
Lorsque les éléments à souder ont été maintenus à courte distance l'un de l'autre pendant un temps suffisant pour permettre à l'air et aux autres gaz éventuellement com pris entre eux de se réchauffer et de se dila ter, une partie de cet air ou de ces gaz sont évacués, par exemple, par des ouvertures ménagées entre les parties adjacentes des éléments; les bords adjacents des éléments sont alors pressés l'un contre l'autre pour en opérer la soudure et former ainsi un objet creux scellé que l'on refroidit ensuite, de pré férence rapidement, tout en façonnant, si on le désire, la ligne de jointure des éléments.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, un appareil permettant la mise en couvre du procédé suivant. l'invention.
La fig. 1 est une élévation, partiellement en coupe transversale de cet appareil; la fig. 2 est une vue verticale suivant la ligne II-II de la fig. 1; i la fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la fig. 1; la fig. 4 est une coupe, à plus grande échelle, d'un détail montrant le fonctionne ment du dispositif combiné de refroidisse s ment et de moulage;
la fig. 5 est une coupe d'une autre forme de construction du dispositif de moulage montré dans la fig. 4; la fig. 6 montre une autre forme de cons truction du dispositif de refroidissement qui peut être adjoint à l'appareil; la fig. 7 est une vue en perspective d'une partie en verre préalablement façonnée et adaptée à être jointe à une partie analogue 5 pour former le bloc creux;
la. fig. 8 est une vue en plan d'une autre forme de construction de l'appareil qui peut être utilisée en mettant l'invention en pra tique, et la fig. 9 est une vue en élévation verti cale, et partiellement en coupe, de l'appareil montré à la fig. 8.
Dans l'appareil montré dans les fig. 1 à 6 inclusivement, 11 indique une table por tant, lié à elle, un axe central 12 sur lequel est monté un brûleur, indiqué généralement par le chiffre 13, qui est adapté pour pouvoir décrire un mouvement rotatoire dans un plan horizontal entre deux stations d'opération, dont chacune comporte un élément support 14 pour l'ouvrage, agencé pour recevoir et porter librement sous l'effet de gravité une partie en verre préalablement formée G.
Un poussoir 15 est monté sur chacun des élé ments supports 14 pour faciliter le démou lage du corps de verre fini de l'élément 6up- port.
Monté au-dessus de l'élément porteur 14 se trouve un autre élément porteur 16 adapté pour recevoir librement une partie en verre G complémentaire. L'élément porteur 16 pourra être pourvu d'un mandrin mécanique pour agripper de façon détachable la partie de verre G on, comme montré sur le dessin, il peut comporter un dispositif d'aspiration multiple 17,
percé d'orifices débouchant. à la face de l'élément porteur et communiquant avec la partie en verre G.
L'élément porteur 1 & peut être déplacé par rapport à l'élément porteur 14 en se rap- prochant ou en s'éloignant de celui-ci au moyen d'un plongeur 19, dont l'extrémité inférieure est liée à l'élément porteur et qui est adapté pour glisser dans une rainure 20 s'étendant verticalement dans une console support 21.
Une plaque de recouvrement 22, fixée à la console-support 21 par des vis à chapeau 2'2', sert à maintenir le plongeur 19 dans la rainure 20. Comme il est montré dans la fig. 2, la face arrière du plongeur 19 est formée en crémaillère 23 propre à être engagée par un pignon 24 qui est fixé sur un arbre 25 horizontal, monté dans la console- support 21.
Une roue à main 26, fixée sur l'arbre 25, permet de tourner le pignon 24 et faire ainsi monter ou descendre, suivant les besoins, le plongeur 19 de l'élément porteur 16.
Le plongeur 19 est alésé axialement, cet alésage 27 s'étendant, d'une part, au dispo sitif d'aspiration 17 et débouchant, d'autre part, à une soupape 28 au moyen de laquelle la communication avec une conduite de vide peut être établie et contrôlée.
Le brûleur 13 est du genre généralement adapté pour brûler un mélange de gaz com- bustible comme, par exemple, le gaz oxy- acétylénique, qui est amené par un conduit 29 dans une chambre 30 formée à l'intérieur du brûleur. Les parois: supérieure et infé rieure de la chambre 30, juxtaposées aux par ties de verre G qui doivent être chauffées avant d'être amenées sous pression en posi tion de scellement, sont percées, de trous.
Quand le plongeur 19 se trouve dans: sa posi tion la plus haute pour tenir l'élément 16 avec la partie de verre G dans sa position la plus élevée, le brûleur 13. peut pivoter en 12 pour venir se placer entre les parties en verre, afin d'en chauffer les régions complé mentaires opposées. Quand, après avoir chauffé les bords des parties en verre G, le brûleur 13 est retiré, l'élément porteur supé rieur 16 peut être déplacé vers le bas pour amener les parties en verre en position rela tive de :scellement.
Une traverse 32, liée de préférence à la tête du plongeur 19, porte des vis à chapeau réglables 33 par lesquelles, comme on le comprendra facilement, le mou vement vers le bas de l'élément porteur 16 peut être délimité.
Le plongeur 19 peut encore être pourvu d'un dispositif pour indiquer quand il se trouve à la hauteur appropriée pour tenir les parties de verre chauffées en une position laissant un léger espace libre entre elles, afin de permettre aux gaz chauds de s'échapper, comme il sera décrit plus, explicitement ci- après; ce dispositif peut être sous forme d'une simple marque 34 ou être constitué par tout autre moyen indicateur établi à la tête du plongeur 19, .et qui coïncide avec la tête du montant 2-1 quand les parties de verre se trouvent dans la position appelée "position de maintien".
Le fonctionnement de l'appareil décrit ci- dessus est le suivant: Des parties complé mentaires G en verre sont introduites dans deux éléments porteurs 14 et, respectivement, 1.6 -et chauffées le long de leurs bords adja cents par le brûleur 13, qui pivote sur la tige 12 pour amener les orifices 31 en aligne ment avec les brides des parties G. Des flammes sont ensuite dirigées par le brûleur sur ces brides pour les porter à une tempéra- Cure de fusion, après quoi le brûleur, pivo tant en 12, est amené entre une deuxième paire de parties complémentaires placées à la deuxième station de manipulation.
Les par ties en verre ainsi chauffées sont ensuite amenées par la manceuvre de la roue à main 26 en une position laissant un passage étroit libre entre elles, cette position étant détermi née par l'alignement de la marque 34 du plongeur 19 avec le haut du bâti 21. Les parties en verre sont maintenues dans cette position pendant un laps de temps prédé terminé durant lequel l'atmosphère empri sonnée en elles est chauffée par transmission de la chaleur inhérente aux parties de verre et se dilate, par conséquent, et les gaz en excès s'échappent par l'espace libre entre les bords adjacents des parties: en verre.
Après la période "de maintien" désirée des parties en verre dans cette position et dont la durée est déterminée par la pression finale que l'on désire établir dans le bloc fini, la roue à main 26 est manceuvrée afin de mouvoir les parties en verre G et les amener en contact l'une avec l'autre, ce mouvement étant limité par engagement des vis à chapeau<B>M</B> avec l'extrémité supérieure du bâti 21.
Les parties en verre sont maintenues dans,- cette position jusqu'au moment où les parties: ramollies en contact sont intégralement fusionnées et où le verre est pris sur la ligne de jointure. Il est bien entendu que les, parties, au lieu d'être tenues immobiles pendant l'échappe ment des gaz, pourraient être rapidement amenées en position adjacente, tandis que le mouvement vers la position de scellement pourrait s'effectuer à une allure moins ra pide.
En plus de la prévision de la période de maintien des parties en verre en. position étroitement rapprochées entre elles, :on peut ménager dans les parties de verre elles-mêmes des orifices d'échappement, ceci, ou en rem placement de, ou en complément à l'espace d'évacuation existant entre les bords adja cents des parties pendant qu'elles se trouvent en position de maintien. Un modèle partiel d'un bloc de ce genre est montré sur la fig. 7.
De telles parties en verre peuvent être rap prochées entre elles dès le début, de façon que leurs bords, en position de maintien, se touchent pratiquement, tandis que les en- coches servent à l'évacuation des gaz empri sonnés à l'intérieur des parties en verre. I1 est bien évident que le nombre, ainsi que la conformation des échancrures montrées sur la fi-. 7 peuvent varier à volonté pour effectuer l'évacuation des gaz.
Les échancrures peu vent, par exemple, revêtir une forme de sec tion semi-cylindrique ou scmi-carrée, ou en core la marche entière de la bride pourra être formée de façon à présenter des ondula tions formant un nombre de passages d'échappement de section réduite. Les brides peuvent encore être façonnées de manière à présenter aux endroits dans lesquels la sec tion la plus épaisse de scellage devra être formée, par exemple dans les coins,
des pro- tubérances. Toutes ces variations du contour des brides étant ménagées dans. la région la plus fortement chauffée, il est évident qu'elles seront complètement aplaties et ainsi éliminées lors du mouvement des parties en position de scellement.
La construction montrée plus spéciale ment :sur le dessin, comporte un moule 34 pouvant s'ouvrir et se fermer, lequel, comme on le voit sur la fig. 3, comporte deux parties pivotant sur un arbre vertical 35 et pouvant être déplacées de la position de fermeture montrée en lignes pleines à. sa position d'ou verture montrée en lignes pointillées; cette manipulation peut être exécutée par des moyens appropriés, par exemple un moteur à fluide comprimé 36 connecté par des bielles 38 aux oreilles 39 formées sur le moule 34.
Le moteur à fluide comprimé 36 et la tige 35 sont liés à la table 11 par l'intermédiaire d'une console 40, et l'arrangement des parties du moule 34 et du moteur à fluide comprimé 36, par .rapport à la console-support 21 et au brûleur 13, est tel que le moule ne peut gêner le déplacement normal du brûleur tout en permettant, néanmoins, la fermeture facile autour de la zone de jointure des:
parties en verre immédiatement après que celles-ci ont été amenées sous pression dans une position respective de scellage. Comme on le voit, le temps exact durant lequel le moule façon- neur et refroidisseur 34 ,reste fermé sur la ligne de jointure des parties peut varier dans des limites assez grandes, et la durée de temps pendant lequel le moule reste appliqué aux parties de verre peut, également, varier.
L'action exercée par le moule 34 sur la ligne de jointure des parties en verre G res sort de la fig. 4, sur laquelle on peut voir que le moule passe à proximité étroite des éléments porteurs 14 et 16. Le moule 34 pos sède, de préférence, une cavité intérieure 37 dans laquelle un fluide refroidisseur peut circuler pendant l'opération de moulage. Le moule, si on le préfère, peut être formé sans posséder de cavité, mais il exerce, en tous cas, une action combinée de refroidissement et de moulage dans la zone de jointure des parties.
Le moule 34, en engageant la zone de jointure des parties en verre, repousse toute bavure ou arête qui pourrait avoir été formée sur la face, vers l'intérieur du corps creux, de sorte que la face, extérieure dans la zone de jointure sera rendue pratiquement lise.
Comme montré sur la fig. 5, le moule 34 peut comporter des moyens de façonnage formés, par exemple, par une nervure 41 au moyen de laquelle la zone de jointure des parties en verre pourra être rainurée ou indentée. Des blocs ou briques de construction fabriqués dam le moule illustré sur la fig. 5 possèdent, dans leur zone de jointure,
une rainure qui permet d'y loger une tige métallique de ren forcement ou un mastic ou ciment liant pour faciliter la fabrication d'ensembl fs de blocs.
Le moule 34 peut encore être utilisé pour enduire la surface extérieure des bords du bloc creux ou celle d'autres objets fabriqués d'une matière granulée, afin de favoriser ou d'améliorer la. liaison du bloc avec un autre matériau, tel que le ciment.
A cet effet, la face intérieure du moule peut être enduite d'une couche d'une matière granulée ou en poudre, par exemple du verre, de la porce laine ou toute autre matière analogue, qui est transférée à la surface relativement molle et plastique des parties de verre dans la zone de jointure quand le moule est refermé sur celle-ci.
Dans la. forme de construction modifiée, montrée sur la fig. 6, des parties en verre G' sont logéest dans -des éléments porteurs 42 et 43 qui, eux-mêmes, sont portés par la table 44 et, respectivement, le plongeur 45. Au lieu de fermer le moule en lui faisant dé crire un mouvement horizontal, le dispositif de moulage et de refroidissement 46 est monté sur des pivots horizontaux et permet ainsi au moule de se refermer sur les. quatre côtés de la zone de jointure en un mouvement vertical.
Un dispositif particulier quelconque peut être utilisé pour effectuer la fermeture des moules 46 sur la ligne de jointure, le dispositif illustré comportant une traverse 48 se déplaçant verticalement et étant munie de bras verticaux 49 qui passent à travers des ouvertures appropriées aménagées dans la table 44 pour venir engager les moules 46. L? n mouvement dans une direction verticale de la traverse 48, mouvement qui peut être déclenché, par exemple, par un moteur à fluide comprimé (non représenté), entraine la fermeture du moule 46 sur les. quatre côtés de l'a zone- de jointure des parties en verre.
Un ressort ou tout autre dispositif appr.opTié peut. être utilisé pour ramener l-es@ moules 46 en position d'ouverture. Le fonctionnement de ce dispositif suivant l'invention est simi laire à celui décrit plus haut.
Un appareil de construction modifiée et qui peut être utilisé pour la mise en pratique du procédé de la présente invention est re présenté sur les fig. 8 et 9. Ce mécanisme, tout en comportant les.- dispositifs nécessaires pour porter les parties en verre eo.mplémen- taires, et en chauffer les bords et les pres ser ensemble après: une période de maintien pour en effectuer le scellage, possède des moyens pour contrôler la température et les propriétés physiques des: parties de verre à partir du moment d'application jusqu'à ter minaison de l'assemblage des parties.
Ce mé canisme comporte un écran, mobile en matière réfractaire et des dispositifs pour le relever dans un. emplacement autour des, parties de verre chaufféesi immédiatement après que le dispositif de chauffage en a été retiré et simultanément au mouvement, ou précédant le mouvement des parties. en position de scellage.
Des moyens sont prévus pour pro jeter des jets de gaz refroidisseur à travers cet -écran. en alignement avec la ligne de jointure des parties de verre, permettant ainsi de refroidir ce plan aussi rapidement que désiré, les caractéristiques générales de température restant uniformes.
L'appareil montré sur les fig. 8 et 9 com porte une colonne 50 portant des tables 51, 52 et 53. destinées à porter les diverses par ties de l'appareil. A la face inférieurs de la table 51 sont liés, en des points équidistants de la colonne 50, plusieurs éléments porteurs 54, généralement deux, disposés en regard d'autres éléments porteurs 54 et destinés. à recevoir les parties: en verre à assembler. Les éléments 54 et, plus particulièrement, les élé ments supérieurs peuvent être pourvus de mandrins mécaniques, mais ils, sont, de pré férence, constitués de façon à former des têtes d'aspiration dont le fonctionnement est réglé par des soupapes 55.
Les éléments infé rieurs 54 ne devront pas nécessairement agrip per positivement les parties en verre G, mais ils les portent librement et les maintiennent en alignement approprié. Les éléments por teurs 54 sont montés en paires dont les élé ments individuels se trouvent en. alignement vertical entre eux. L'élément de support in férieur 54 de chaque paire est monté de fa çon à pouvoir effectuer un mouvement verti cal pour la réunion des parties en verre G.
Ce mouvement vertical de 1a partie de verre G inférieure peut être déterminé par des moyens divers, un des plus simples et des plus positifs consistant en; la prévision d'un moteur à air 56 qui peut être monté contre la face inférieure de la table 53, sa tige de piston 57 supportant l'élément porteur infé rieur 54.
Un brûleur 58 est monté pivotant sur la colonne 50, et peut, en manceuvrant la roue à main 59, être amené vers l'une ou l'autre des paires d'éléments porteurs 54. Le brûleur est pourvu de jets ou orifices pouvant être placés en face des brides des parties en verre G, de sorte qu'un mélange de gaz et d'air ou d'oxygène amené au brûleur par le conduit 60 et la soupape de contrôle 61, peut servir pour chauffer les brides à la température de fusion (voir côté droit de la fig. 9).
Le mécanisme écran représenté comporte une pièce relativement courte en matière iso lante 62 creuse, qui est fixée à la face infé rieure de la table 51 en encerclant l'élément. porteur, mais laissant dépasser la bride de la partie en verre vers le bas.. Une pièce creuse complémentaire en matière isolante 63 est logée dans une ouverture appropriée aména gée dans la table 52 et peut effectuer un mouvement restreint vertical, mouvement qui, dans le présent cas, est commandé par des moteurs à air 64 fixés à la face infé rieure de la table 53.
Les tiges de piston de ces moteurs sont liées à une plaque 65 qui sert à boucher l'extrémité inférieure de la partie isolante 63. Des nervures étroites d'espacement. 66, ménagées sur la périphérie de la matière isolante, lui servent de guide pendant son mouvement vertical le long du porteur 54 et assurent, en collaboration avec les orifices 67 adjacents à la plaque 65, une distribution uniforme des gaz d'échap pement sur la périphérie de l'élément por teur 54 et en dehors de l'écran isolateur 63.
Des dispositifs appropriés pour effectuer le refroidissement dans la zone de jointure des parties sont joints au mécanisme écran et sont constitués, comme représenté, par des orifices 68, uniformément espacés entre eux et s'étendant horizontalement à travers la pa roi de l'écran sur toute la périphérie des par ties en verre,
ces orifices communiquant exté rieurement avec une chambre annulaire qui est connectée par un tube flexible 70 à une source 71 d'air comprimé ou autre fluide re froidisseur.
Bien qu'on ait indiqué des sou papes actionnées manuellement pour effec tuer le contrôle des divers conduits de fluide, il est évident que des soupapes actionnées automatiquement pourraient être substituées et incorporées dans un dispositif approprié.
Le fonctionnement des parties principales de ce mécanisme ressort clairement. de la des cription ci-dessus et des dessins annexés, les parties étant représentées, dans l'unité de gauche pendant l'opération d'assemblage,
tandis que l'unité de droite montre l'empla cement des parties pendant l'opération de chauffage préliminaire des moitiés de blocs en verre.
Dans l'opération d'assemblage, qui peut avoir lieu dans un intervalle de temps quelconque prédéterminé après que l'écran de chaleur a été mis en place, l'élément- porteur inférieur 54 est relevé par le moteur à air 56 pour amener les parties de verre en contact forcé après une période en position d'attente permettant la partielle évacuation du gaz enfermé.
Les parties étant ainsi dû ment pressées et fusionnées, le fluide refroi disseur est dirigé à travers legs orifices 68 sur la zone au la ligne de jointure des parties en verre pour refroidir rapidement ou faire prendre la soudure par l'air déplacé s'échap pant à travers les orifices 67. Il, est égale ment prévu qu'un fluide refroidisseur peut être introduit dans l'écran à partir du dispo sitif 69 avant.
de joindre les parties en verre. De cette manière, on peut contrôler la tempé rature, la densité et la -quantité de gaz em prisonnés dans les parties de verre pendant l'opération d'assemblage. La pression interne voulue dans le produit fini peut ainsi être obtenue en variant l'intervalle de temps pré- ,déterminé,
après la fermeture de l'écran et avant l'assemblage des parties en verre, ou encore par la circulation: d'un fluide refroi disseur dans l'écran. Cette manière de procé der et cet appareil élargissent ainsi considé rablement le degré d'ajustement ou réglage possible de la pression dans le produit scellé de verre et permettent la fabrication de blocs à poids réduit sans limitation pra tique des dimensions des faces de ceux-ci. On peut
ainsi produire des blocs ou briques de verre plus résistants à un prix de revient réduit, plus facilement vendables et dans les- quels des pressions sous- -ou superatmosphé- rique:s sont indésirables.
Au lieu d'amener à l'écran un fluide re froidisseur, comme il vient d'être décrit, l'in térieur de l'écran peut être rempli d'un gaz ayant la température des. parties en verre avant leur assemblage. Quand ceci est fait, tout danger d'arrachage ou de brisure dans la zone de jointure des parties de verre est évité puisque le gaz emprisonné dans l'objet creux scellé en train d'être fabriqué a la même température que les parties de verre.