Procédé et appareil pour fabriquer par étirage des plaques de verre. L'invention comprend un procédé et un appareil pour fabriquer par étirage continu des plaques de verre.
Suivant ce procédé, on étire d'abord ver ticalement la plaque d'une masse de verre fondu, avec 'ses deux bords latéraux plus épais, puis on la fait passer sur un rouleau pour changer de direction, et on l'étire ensuite horizontalement tout en la réchauffant, en vue de rendre sa surface inférieure parfaite ment plate, après quoi ses deux bords plus épais sont engagés entre des organes d'un mécanisme d'entraînement.
Le dessin annexé représente, à titre d'ex emple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Fig.1 est une coupe verticale longitudinale, Fig. 2 une élévation latérale, Fig. 3 une coupe verticale longitudinale faite cri prolongement de celle de fig. 1, montrant le réservoir du verre; Fig. 4-14 sont des vues de détail de cet appareil montrant respectivement:
Fig. 4 un rouleau tendeur et ses supports ainsi qu'un dispositif de refroidissement dis posé au-dessous, Fig. 5 les arrivées de l'air et de l'eau à ce rouleau tendeur, Fig. 6 un mécanisme d'actionnement d'une table d'étirage, Fig. 7 le même mécanisme en coupe faite suivant la ligne x-x de fig. 6, Fig. 8 un levier de renversement et ses connexions, Fig. 9 ce même levier en élévation latérale avec certaines parties du bâti en coupe, Fig. 10 le mécanisme et le bâti de l'en grenage de renversement,
Fig. 11 un dispositif de formation des bords de la plaque de verre; Fig. 12 est une vue en bout de ce dis positif montrant la marche du verre entre les rouleaux d'étirage pendant l'opération d'étirage; Fig. 13 montre une des extrémités de la table d'étirage; Fig. 14 est une coupe faite à travers la table, montrant la plaque de verre en position.
1 indique le réservoir de fusion à marche continue dans lequel la fournée est fondue et duquel elle coule dans le réservoir de refroidissement 2.
A l'extrémité antérieure du réservoir de refroidissement se trouve un réservoir d'étirage, 3, ayant. en coupe la forme d'une auge: Ces réservoirs sont reliés entre eux de manière que le verre puisse couler du réservoir prin cipal dans le réservoir de refroidissement et de ce dernier dans le réservoir d'étirage.
Le réservoir de refroidissement est pourvu de deux couvercles disposés à des niveaux différents: un couvercle 4, disposé à la même hauteur que le couvercle 5 du réservoir de fusion, et un couvercle 7, disposé plus bas.
Ces deux couvercles sont séparés par une arche fixe 6 et un écran vertical mobile de hauteur réglable 8. Cet écran peut être abaissé ou soulevé selon que l'on veut laisser passer plus ou moins de chaleur de la chambre de fusion dans la partie de gauche de la chambre de refroidissement.
Dans le couvercle 7 est ménagée une ouverture 9, qui peut être plus ou moins ouverte ou fermée au moyen d'une tuile 10 pour régler la température de la chambre de refroidissement.
12 sont des ouvertures dans les parois latérales, qui sont bouchées au moyen de briques pendant l'usage de l'appareil, mais qui peuvent être ouvertes facilement en fin d'opération pour donner accès à l'intérieur des chambres.
A l'extrémité antérieure du réservoir de refroidissement et au-dessus du niveau du verre se trouve une arche 14, munie d'un passage de refroidissement 15.
Le réservoir d'étirage 3 est porté par les parois 15' d'une chambre de chauffe 16, dans laquelle est dirigée d'ordinaire une flamme de gaz, passant à travers des ouvertures appropriées ménagées dans les parois 15' et s'échappant par une ouverture et une con duite 17. A l'extrémité extérieure du réservoir d'é tirage se trouve un couvercle 18 s'étendant dans l'intérieur et ayant une partie recourbée 19, qui s'étend vers le bas jusqu'à une courte distance du niveau du verre. Ce couvercle est à une certaine distance du sommet de la paroi du réservoir d'étirage de manière à laisser un passage libre au sommet de la conduite 17. 20 indique un brûleur servant à diriger une flamme dans l'espace ménagé au-dessous du couvercle 18 et au-dessus du niveau du verre dans le réservoir d'étirage.
A l'autre extrémité du réservoir d étirage se trouve un écran 21 suspendu à une barre transversale 22 par sa partie supérieure en forme de crosse.
Entre le bec 19 du couvercle 18 et cet écran 21 est ménagé un espace suffisant pour permettre à l'étirage du verre de se faire dans de bonnes conditions. De chaque côté de la ligne d'étirage se trouve encore un petit écran creux 221 dans lequel circule de l'eau de refroidissement. Au delà de l'extrémité du réservoir d'étirage se trouve une chambre de traction 30, formée par des parois latérales 31 et un plafond 32. Cette chambre de traction est reliée à son extré mité antérieure à une chambre de réfrigéra tion 32', formée par des parois latérales 34 et un plafond 33. L'extrémité intérieure de la chambre 30 est partiellement fermée par une arche 35, qui recouvre l'extrémité de gauche du bassin d'étirage.
Entre ce qu'on appelle la chambre de traction, c'est-à-dire la chambre dans laquelle la force de traction ou d'étirage est appliquée, et l'arche 14 le bassin d'étirage est découvert jusqu'au plafond 32 de manière à ménager un espace libre 36 dans lequel s'étend la portion verticale de la plaque étirée, ce qui permet d'appeler cet espace 36 le puits d'étirage.
La partie supérieure de cet espace libre constitue une chambre de chauffe 37 limitée latéralement par les parois 31 prolongées jusqu'à l'arche 14, en haut par le plafond 32 et en bas par une poutrelle transversale 38, la garniture 39 de cette poutrelle et un fond de briques 40. La source de chaleur de la chambre de chauffe 37 est constituée par un brûleur 41 disposé dans une chambre 42, séparée de la chambre 37 par une paroi 43, dans laquelle est ménagée une ouverture. Le fond de la chambre 42 est formé par un plancher 44, presque horizontal, sous lequel est formée une autre chambre de chauffe 45, dont la paroi antérieure 46 est perforée, et dont le fond en brique 47 est horizontal.
Le mécanisme tracteur disposé dans la chambre 30 est constitué par deux chaînes sans fin -entre lesquelles avance la plaque de verre. La chaîne inférieure 50 est une chaîne articulée de Galle. Elle est montée sur deux roues à chaîne 51 portées respective ment par deux arbres transversaux 52 et 53.
La partie supérieure, entre les deux roues, qu'on utilise pour l'étirage, repose sur une table horizontale - ou chemin de guidage 54, portée par des traverses 55, et ayant ses deux extrémités 56 légèrement inclinées en .ers inverse. Cette table 54 est constituée par des éléments juxtaposés 541 tandis que chaque maillon de la chaîne 50 comprend une série de petites plaques 501 reliées entre elles par les broches 50= de la chaîne (fig. 14).
Les faces de ces plaques qui viennent en contact avec le verre sont dressées et les plaques elles-mêmes sont montées d'une ma nière très ajustée sur les broches 502 de manière à former une surface de contact très plane, présentant d'étroites solutions de con tinuité parallèles longitudinales par rapport à la plaque de verre.
La chaire supérieure 60 est formée de 2 chaînes articulées de Galle reliées entre elles par des sabots transversaux 61. Elle est montée sur deux arbres transversaux 57 et 58 portant chacun deux roues à chaîne 59.
Les interstices existant entre les sabots 61 sont perpendiculaires à ceux existant entre les plaques 501 de la chaîne inférieure. Les arbres 57 et 58 tournent dans des paliers (non représentés) portés chacun par un sup port mobile 48 articulé à une de ses extré mités à une pièce 49 du bâti et à son autre extrémité à une fourche à ressort 62 (fig. 2). Cette suspension à ressort de la chaîne supé rieure est réglée de manière que son brin horizontal inférieur porte sur presque toute sa longueur fortement sur la plaque de verre à l'endroit où celle-ci appuie sur le brin horizontal supérieur de la chaîne 50, lequel appuie à son tour sur la table 54.
Dans la chambre 36 ou "puits" sont dis posés de manière que leurs parties supérieures soient en alignement horizontal trois rouleaux 65, 66 et 67. Le rouleau de changement de direction 65 et le rouleau intermédiaire 66, sont de même diamètre, tandis que le rouleau 67 a un diamètre plus petit. Ces rouleaux sont creux et sont refroidis au moyen d'un courant d'air ou d'eau, ou d'air et d'eau comme décrit plus loin.
Sous le rouleau de changement de direc tion 65, est disposé un conduit transversal de refroidissement 68, muni d'orifices d'entrée et de sortie de l'eau 69. Sur la paroi supé rieure concave de ce conduit est posée une conduite d'air 70, ayant des ouvertures à sa partie supérieure, à travers lesquelles des jets d'air peuvent être dirigés contre la surface du rouleau 65 à l'endroit de l'entrée en contact de cette surface avec la plaque de verre 71 passant à la chambre d'épirage 30.
72 indiquent deux paires de rouleaux rainurés pour former les bords de la plaque de verre au moment où celle-ci se sépare de la masse de verre fondu. Fig. 2 représente les mécanismes d'actionnement des chaînes et des rouleaux d'étirage. Dans cette figure 73 représente un arbre vertical entraîné, qui, au moyen de deux pignons d'angle 74 entraîne un arbre horizontal 75. Un autre engrenage (décrit plus loin) actionne un arbre horizon tal 76'. Cet arbre 76 porte une vis sans fin 77 qui engrène avec une roue hélicoïdale 78, portée à l'intérieur d'un tambour par un arbre 79.
Cet arbre porte également une roue à chaîne (non représentée) sur laquelle est en roulée une chaîne de Galle 80, portée encore par une roue à chaîne 81 calée sur l'arbre 58, sur lequel est calée également la roue à chaîne 59, portant la chaîne sans fin 60 portant les maillons 61. L'arbre 76 porte encore à son extrémité de gauche une vis sans fin 82 engrenant avec une roue héli coïdale 83, portée par l'arbre 52 d'enti#aîne- ment de la chaîne 50, et à son extrémité de droite une vis sans fin 84, engrenant avec une roue hélicoïdale 85, portée par un arbre 86, sur lequel sont calées deux roues à chaînes (non représentées).
Sur une de ces roues passe une chaîne 87 passant, d'autre part, sur une roue à chaîne calée sur l'arbre du rouleau 67. L'autre porte une chaîne 88, qui s'engage avec des roues à chaîne calées sur les arbres des rouleaux 65 et 66, pour actionner ces rouleaux à une vitesse uniforme et dans le même sens, comme représenté fig. 2.
Dans l'opération ordinaire d'étirage, la vis sans fin 82 actionnant la roue hélicoïdale 83 est l'organe actionneur de la table d'étirage dans le sens des flèches (fig. 1).
Dans la mise en marche, il est désirable de déplacer la chaîne d'étirage 50 en sens inverse. Pour obtenir ce mouvement renversé. on emploie le mécanisme suivant.
La vis sans fin 84 engrène encore avec une roue hélicoïdale 89, laquelle dans l'opé ration ordinaire d'étirage est folle sur l'arbre 53. Lorsque l'arbre 76 est entraîné en sens inverse de sa rotation normale, cette roue hélicoïdale 89 est automatiquement embrayée à l'arbre 53 tandis que la roue hélicoïdale 83 est automatiquement désembrayée de son arbre 52. Les deux organes d'embrayage 90 et 91 employés pour obtenir ce renversement de marche, sont adaptés pour être mis simul tanément en mouvement au moyen d'un arbre oscillant 92 porté sur le côté de la machine.
Cet arbre est adapté pour être soumis à un mouvement- d'oscillation par un levier 93, lequel porte à son extrémité inférieure une crémaillère 94, engrenant avec un pignon 95 calé sur l'arbre 92 (fig. ti-9).
Pour renverser le sens de la rotation de l'arbre 76, on emploie un bâti oscillant 96 (fig. 2 et 10) pivotant sur un arbre 97 à proximité d'un pignon 98 calé sur l'arbre 75. Le pignon 98 engrène avec un pignon 99, calé sur l'arbre 97. Dans l'entraînement direct. le pignon 99 entraîne un pignon<B>100,</B> lequel engrène avec une roue 101 calée sur l'arbre<B>76.</B>
Lorsqu'on désire renverser le sens de la rotation de ce dernier le bâti basculant 96 est déplacé de manière que le pignon 100 se désengage d'avec la roue 101 et qu'un pignon 102 vienne s'engager avec le pignon 101. Ce pignon 102 est entraîné par une roue intermédiaire 103 engrenant avec la roue 99.
Le basculement du bâti 96 est effectué par le levier 93 (fig. 9) au moyen d'une barre à crémaillère 104, engrenant avec un pignon 105, calé sur l'arbre 106, sur lequel se trouve encore un excentrique 107 (fig. 10) entraînant le bâti basculant 96 à basculer d'une position à l'autre. Tout autre foi-me de mécanisme de renversement peut être utilisée.
Le mécanisme d'actionnement des rou leaux 72 comprend un engrenage entre l'arbre 75 et un arbre 111, et un autre engrenage à vitesse réglable 113 entre cet arbre 111 et un arbre entraîné 112. L'opérateur peut au moyen d'un mécanisme approprié (non représenté) connecter chacune des roues 114 avec la roue d'entraînement de l'arbre 111, pour donner des vitesses variables aux rou leaux rainurés 72.
Les arbres 115 des rouleaux rainurés (fig. 11) sont engrenés ensemble par des en grenages 116, et un de ces arbres porte un pignon d'angle 117, engrenant avec un pignon d'angle 118, porté par l'arbre 112 (fig. 11).
On comprendra qu'une connexion entraînée est prévue entre le côté de la machine repré sentée fig. 2 et le côté opposé pour les rou leaux symétriquement placés sur ledit côté opposé.
L'arbre 75 (fig. 2) peut être actionné au moyen d'une chaîne 120 et d'un arbre hori zontal 121, et il peut, en tournant au moyen d'un engrenage approprié (non représenté) être employé pour actionner le transporteur de refroidissement dans le réfrigérateur dans lequel la plaque de verre passe en quittant la table d'étirage, et dans lequel elle est graduellement refroidie.
La mise en marche de l'appareil est facile à comprendre et se fait de la manière usuelle suivante L'amorceur 122 (fig. 2) étant abaissé et son extrémité introduite entre lés deux chaînes sans fin celles-ci l'entraînent vers le "puits" d'étirage dès que la chaîne inférieure 50 est soumise à son mouvement renversé, et amènent cette extrémité à tremper dans la masse de verre en fusion. Lorsque le verre a adhéré à l'amorceur, le mouvement de rotation de la chaîne 50 est renversé. L'extrémité pen dante de l'amorceur est alors lentement élevée au-dessus de la surface du verre en fusion et entraîne avec elle du verre par adhérence.
En continuant ce mouvement, l'amorceur est tiré en haut sur le rouleau de changement de direction 65, et à mesure que l'amorceur avance entre les deux chaînes sans fin, la plaque de verre est tirée sur ce rouleau 65 et étirée entre les deux chaînes 50 et 60. Dès que cette plaque arrive en regard de l'extrémité de gauche de la table 54, l'amor- ceur peut être enlevé et la plaque de verre à mesure de sa formation continue peut être amenée dans un réfrigérateur, au moyen d'un transporteur de refroidissement usuel (rien représenté).
Pendant toute l'opération d'étirage de la plaque continue de verre, les rouleaux rainurés 72 servent non seulement à maintenir uni forme l'épaisseur des bords latéraux 130 de la plaque, mais encore à appliquer une force de freinage sur ces bords, parce que leur vitesse tangentielle est inférieure à la vitesse des chaînes 50 et 60 (fig. 11 et 12).
De bons résultats sont obtenus dans la qualité du verre lorsque la vitesse tangen tielle des rouleaux rainurés 72 est de-10 à 20 /o moindre que la vitesse des chaînes 50 et 60. L'épaisseur des bords 130 de la plaque, déterminée par l'écartement des rouleaux 72 de chaque paire est notablement plus grande que l'épaisseur de la partie centrale 71 de la plaque, laquelle est déterminée particulière ment par le degré de viscosité du verre.
Le dispositif de refroidissement externe disposé sous le rouleau du changement de direction 65 et le dispositif de circulation de refroidissement interne servent à empêcher que ce rouleau 65 ne détériore ou ne raye la plaque.
La circulation de refroidissement à l'inté rieur du rouleau tubulaire 65 peut être effec tuée comme représenté fig. 4, en conduisant des tuyaux d'air 131 dans chaque extrémité de ce rouleau et en dirigeant de l'eau dans ces tuyaux pour l'air au moyen de tuyaux 132 reliés à une source d'eau.
Une jauge 133 est prévue pour indiquer la quantité d'eau entrant dans ces tuyaux, et le tuyau 132 porte un raccord latéral 134 qui le relie à la conduite d'air, comme repré senté en fig. 5. L'air soufflé à travers le tuyau chasse l'eau à mesure qu'elle débouche et la projette à l'intérieur du rouleau 65 à une extrémité duquel est ménagée une ouver ture d'échappement (non représentée).
Comme le "puits" est un espace ouvert à l'air et bon une chambre close, pour em pêcher qu'en le traversant la plaque 71 ne se refroidisse trop rapidement et ne devienne trop dure pour pouvoir se plier ensuite facile ment sur le rouleau de changement de direc tion 65, on allume un brûleur à gaz dans la chambre de chauffe 45 et on en dixige la flamme sur la face extérieure de la plaque approximativement à hauteur du rouleau 65, comme représenté clairement fig. 1.
Dès que la plaque, après avoir passé sur le rouleau 65, prend sa position horizontale, sa température s'abaisse au fur et à mesure qu'elle s'éloigne de cette flamme jusqu'à ce qu'elle arrive en regard de l'ouverture 125 de la chambre de chauffe supérieure 37, par laquelle s'échappe également une flamme qui vient lécher la surface supérieure de la plaque. Cette dernière est alors suffisamment amollie pour que la surface inférieure de sa partie médiane puisse être parfaitement dressée par tension sur les rouleaux 66 et 67 et sur la portion horizontale 135 du brin supérieur de la chaîne 50 (fig. 13), portion sur laquelle la plaque n'est pas encore en contact avec la chaîne supérieure 60.
Lorsque les sabots ou barres de préhen sion transversales 61 entrent en jeu pour faire avancer la plaque, ils n'agissent que sur le bord épaissi 130 de celle-ci (fig. 14) ce qui fait que la partie médiane de la plaque, bien dressée à sa surface inférieure, n'est pas touchée et par conséquent pas détériorée par lesdites barres.