Brevet FR2002168A1 — publié le 19691017

La présente invention concerne la fabrication du verre et vise notamment le traitement superficiel de verre. On a déjà proposé d'imprimer à du verre des caractéristiques superficielles désirées en maintenant en contact avec une face du 5 verre une masse de matière fondue de nature à modifier le verre» ce dernier étant pendant fabrication à l'état chauffé ou semi-fondu et défilant devant la masse de matière fondue sous forme de ruban continu. La modification superficelle du verre est provoquée par mi-10 gration d'un élément de la masse fondue dans la surface du verre et l'on peut ajuster cette modification en réglant les conditions oxydantes régnant à l'interface entre la masse fondue et le verre ou en faisant passer entre cette masse et le verre un courant électrique réglé. 15 La masse fondue en contact avec le verre est maintenue à l1emplacement désiré par un organe positionneur, habituellement sous forme de barreau allongé qui s'étend horizontalement en travers du ruban de verre, auquel la masse fondue adhère par effet mouillant. 20 Cet organe positionneur est en fonctionnement à haute tempé rature, étant situé tout près de la surface du verre chauffé; il est soutenu à chaque extrémité extérieurement au verre en cours de traitement. Sous l'action de son propre poids, l'organe positionneur subit nécessairement un certain affaissement dans sa par 25 tie moyenne, ce qui fait varier de manière indésirable sa distance à la surface du verre et rend non homogène la modification superficielle imprimée au verre en divers points de la longueur du dit organe. L'un des buts de la présente invention est de proposer un 30 appareil perfectionné de nature à contrecarrer la tendance de l'organe positionneur, ou de son moyen de support,, à s'affaisser sous l'action de son propre poids. Elle a pour objet un appareil pour le traitement superficiel de verre chauffé, comportant un organe positionneur allongé con-35 tre lequel une masse de matière fondue peut être maintenue par contact mouillant, cette masse étant, pendant utilisation de l'ap pareil, en contact avec une face du verre à traiter et l'organe positionneur étant soutenu, à partir d'une structure de poutreHes horizontale, par une série de supports espacés suivant la lon-40 gueur de cette structure, des moyens étant prévus pour régler 69 03982 2 2002168 verticalement l'un au moins des supports en vue de compenser l'in fléchissement naturel de la structure de poutrelles et de maintenir l'organe positionneur rectiligne ou de lui conserver une forme déterminée. 5 De préférence, des porte-poutrelle réglables verticalement sont prévus à chaque extrémité de la structure de poutrelles, extérieurement à l'organe positionneur. Ces porte-poutrelle peuvent être susceptibles de réglage indépendant permettant de soulever ou d'abaisser à volonté la structure de poutrelles, par exemple 10 pour compenser l'usure de l'organe positionneur. L'invention a encore pour but de proposer un agencement de montage de l'organe positionneur de nature à éviter la déformation thermique de cet organe. En conséquence, l'organe positionneur est de préférence maintenu dans une monture allongée portée 15 par lesdits supports de manière à pouvoir se déplacer longitudina lement par dilatation thermique. La monture présente de préférence des fentes longitudinales qui reçoivent chacune la tête élargie d'un desdits supports en lui permettant de se déplacer longitudinal ement par rapport à la monture. 20 Suivant un mode de réalisation préféré, les moyens de régla ge des supports permettent de déplacer verticalement le tronçon médian de l'organe positionneur par rapport aux extrémités de cet organe et peuvent être manoeuvrés à partir d'un ou de plusieurs points situés extérieurement à ces extrémités. Le moyen de régla-25 ge du ou de chaque support réglable peut comporter un dispositif à vis vertical, relié à 1'un des supports et manoeuvrable à l'aide d'une transmission mécanique à partir d'une extrémité de la structure de poutrelles horizontale. On peut opérer indépendamment le réglage vertical de chaque 30 porte-poutrelle à l'aide d'un vérin à vis respectif. On peut asso cier à chaque porte poutrelle un moyen de manoeuvre à fluide sous pression permettant de soulever et d'abaisser rapidement la struc ture de poutrelles indépendamment des porte-poutrelle réglables. On peut ainsi soulever rapidement la structure de poutrelles en 35 cas d'urgence, par exemple en cas de présence dans le verre d'un gros défaut du genre pierre. Il est préférable de prévoir dans la structure de poutrelles au moins un canal longitudinal de circulation de liquide réfrigérant, par exemple eau. 40 II est prévu des moyens permettant de faire pivoter la struc 69 03982 3 2002168 ture de poutrelles autour de son axe. Ainsi, on peut faire reposer la structure de poutrelles à chaque extrémité dans des paliers qui permettent de la faire pivoter autour de son axe. On facilite ainsi l'assemblage de l'appareil. De plus, on peut utili 5 ser cette facilité pour ajuster l'orientation de l'organe positionneur afin de maintenir sa face mouillée parallèle à la surface du verre à mesure que l'organe positionneur s'use. On peut aus si faire pivoter la structure de poutrelles autour de son axe pour écarter en cas d'urgence l'organe positionneur de sa posi-10 tion active. On favorise de préférence le traitement superficiel du verre à l'aide de l'appareil suivant l'invention en faisant passer du ccurant électrique à travers la masse de matière fondue qui adhère à l'organe positionneur pendant fonctionnement de l'appareil 15 et à travers la face du verre avec laquelle cette masse est en contact. A cette fin, l'organe positionneur et ladite masse fondue sont de préférence électriquement conducteurs et l'on prévoit sur l'organe positionneur une connexion électrique permettant de faire passer du courant à travers ladite masse. Suivant ce mode 20 de réalisation préféré, la masse fondue joue le rôle d'électrode d'un circuit électrolytique dans lequel le verre joue en fait le rôle d'électrolyte. Quand on utilise l'appareil suivant l'invention à la fabrication de verre plat doté en surface de caractéristiques désirées, 25 l'appareil peut comprendre encore un support soutenant un ruban de verre en cours d'avance, des dispositifs chauffants associés à ce support pour mettre le verre en cours d'avance dans l'état thermique voulu et des moyens amenant de la matière fondue audit organe positionneur pour former une masse de matière fondue qui 30 adhère à cet organe et s'étend en travers du ruban de verre en cours d'avance. Pour faire plus clairement comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple un mode de réalisation, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : 35 - la fig. 1 est une vue schématique en perspective, avec ar rachements, d'une partie d'appareil pour le traitement superficiel d'un ruban de verre chauffé suivant un mode de réalisation préféré de l'invention; - la fig. 2 est une vue schématique en élévation de cette 4-0 partie d'appareil, vue suivant la flèche A portée sur la fig. 1; 2002168 - la fig, 3 en est une vue su coupe transversais 3tdvant le ligne XII-III de la fig, 25 et - la xigo 4 en est une vue en coupe transversale suivant la ligne 17-IV de la fig. 2. p La figure 1 représente partiellement une structure de cuve comportant um plancher 1 , solidaire de parois latérales 2. La structure de cuve contient un ban de métal 3? de préférence étala, ou alliage à prédominance d'étain. Une structure de toit, supprimée pour plus de clarté, définit au-dessus du bain de métal une 10 chambre d1expansion maintenue sous atmosphère protectrice. Du verre, par exemple sodicocalcique, arrive à vitesse contrôlée sur le bain de métal 3» soit sous forme de ruban préformé, soit sous forme de verre fondu qui se déverse sur le bain 3 à vitesse contrôlée et qui peut librement s'étaler vers les côtés, 15 dans la limite permise par sa fluidité, pour former tin ruban de verre 4. Ce ruban 4 avance sur la surface du bain 3 suivant la flèche A. Sa température est réglée pendant avance par des dispositifs chauffants réglés, dont certains sont immergés dans le bain 3 et d'autres situés dans la chambre d'expansion surmontant 20 ce bain. On a supprimé ces dispositifs chauffants soir les dessins pour plus de clarté. Pour imprimer la caractéristique superficielle désirée à la face supérieure du ruban de verre 4 en cours d'avance, on maintient en contact avec la face supérieure du verre, en un emplace-25 ment fixe, une masse de matière fondue 5 qui s'étend en travers du ruban 4. Cette masse fondue 3 est maintenue en place par un or gane positionneur allongé 6 qui s'étend en travers du ruban 4, pa rallèlement à sa face supérieure, de manière à ménager entre sa propre face inférieure et cette face supérieure un interstice 30 ayant, par exemple, une hauteur d'environ 7 mm, mais qu'on peut ramener à 4 mm environ. La masse fondue 5 mouille la face inférieure de l'organe positionneur 6 et y adhère» de sorte qu'elle est confinée entre cette face inférieure et la face supérieure du ruban 4 en cours 35 d8avance et gu'en fait, ce dernier défile en continu sous la masse 5* L8adhérence de la masse 5 à l'organe 6 évite au moins partiellement que la masse 5 &e pèse sur le ruban de verre semi^foEi-du 4j, qusëlle ne tombe à travers le ruban ou qu'elle n'accompagne le ruban de verre 4. 40 La masse fondue 5 peut être formée de métal ou d'alliage en 69 03982 5 2002168 fusion. Elle peut par exemple être en étain, plomb, "bismuth., anti moine, indium, zinc ou thallium. Parmi les alliages convenables figurent ceux dont le métal solvant est de 1'étain, du plomb ou du bismuth et le métal dissous du lithium, du sodium, du potas-5 sium, du zinc, du cupromagnésium ou de l'argent, l'organe positionneur 6 est de préférence en un métal non actif, par exemple métal de la mine du platine. En variante, l'organe 6 peut compren dre une embase, par exemple, en cuivre, argent, laiton, acier, al liage contenant du cuivre ou de l'argent, ou en réfractaire revê-10 tu du métal inactif, par exemple ruthénium. Pendant que le ruban de verre 4 défile sous la masse fondue 5, sa surface est modifiée par un élément passant par migration de cette masse dans le verre. On ajuste de préférence la migration en faisant passer du courant électrique à travers la masse 15 fondue 5 et le ruban de verre 4. A cette fin, l'organe positionneur 6 doit être électriquement conducteur et est relié à une source de courant continu de manière à ce que la masse fondue 5 joue le rôle d'anode et le bain de métal 3 le rôle de cathode d'un circuit électrolytique. Comme représenté schématiquement sur 2D la figure 1, on relie la borne positive d'une source de courant continu 7 à l'organe positionneur 6 et la borne négative de cette source à une électrode 8 immergée dans le bain de métal 3- En variante, on peut régler la modification superficelle du ruban de verre 4 en ajustant les conditions oxydantes qui régnent 25 dans la masse fondue 5» de manière à régler la migration d'un élé ment de cette masse dans la surface du verre. Un conduit d'alimentation (non représenté) est prévu en face de l'organe 6 pour remplacer dans la masse fondue 5 l'élément qui passe par migration dans la face supérieure du ruban de verre 4 30 pendant fonctionnement de l'appareil. Pour rendre le traitement superficiel uniforme suivant la largeur du ruban de verre 4, il importe d'éviter toute variation, suivant cette largeur, de la hauteur de l'interstice existant entre la face inférieure de l'organe positionneur 6 et la face supé 35 rieure du ruban de verre 4. A cette fin, on fait porter l'organe positionneur 6 par une structure de poutrelles 10 qui traverse transversalement la chambre d'expansion au-dessus du bain de métal 3 et est soutenue par l'agencement représenté sur les figures 2 à 4. Sur la figure 1, on a représenté pour plus de clarté la 40 structure de poutrelles 10 avec arrachements. 69 03982 6 2002168 Gomme le montrent les figures 2 et 3» la structure de poutrelles 10 comprend deux poutrelles creuses parallèles 10a, 10b, à section rectangulaire, qui- s'étendent toutes deux horizontalement en travers de la structure de cuve, leurs grandes faces 5 étant disposées verticalement (fig. 3)• Les intérieurs creux des poutrelles 10a, 10"b forment des canaux de circulation de réfrigérant, avantageusement eau, qui atteint et quitte les poutrelles par des conduits 11 et 12 situés à une extrémité de la structure de poutrelles 10. Le courant de réfrigérant maintient cette struc 10 ture 10 à une température très inférieure à celle de la masse fon due 5 et de l'organe positionneur 6, qui est typiquement de l'ordre de 750°C. L'organe positionneur 6 est formé par un barreau allongé pré sentant une face inférieure 6a plane et allongée (fig. 3)* à la-15 quelle la masse fondue 5 adhère pendant fonctionnement de l'appareil. Pour pouvoir remplacer plus facilement un organe 6 usé sans démonter la structure de poutrelles 10, on prévoit le long de la face supérieure de l'organe 6 un tenon allongé 6b. Ce tenon coulisse librement dans une monture allongée 13 » formée par un profi 20 lé à section enveloppante, de manière à retenir sans contrainte l'organe positionneur 6. Autrement dit, cet organe 6 peut se dér-placer par dilatation thermique dans la monture 13 sans provoquer de déformation. La monture 13 est suspendue à la structure de poutrelles 10 25 par quatre supports, 14-, 15, 16 et 17» formés chacun par un boulon présentant une tête élargie en T qui s'engage librement dans une fente longitudinale en T ménagée dans la face supérieure de la monture 13- Les supports 14 à 17 sont équidistants le long de la monture 13, leur nombre et leur espacement étant choisis de 30 manière à ce que la déformation imprimée par la pesanteur à la monture 13, et donc à l'organe positionneur 6, entre points de suspension consécutifs demeure inférieure à un maximum admissible». Les supports 14 à 17 assurant la suspension de la monture 16 en permettant un-mouvement longitudinal relatif, cette monture et 35 l'organe positionneur 6 peuvent subir sans contrainte des dilatations thermiques différentes. On évite ainsi le flambage de l'organe positionneur 6 dans les conditions de fonctionnement. La structure de poutrelles 10 est soutenue à chaque extrémité, extérieurement aux parois latérales 2 de la structure de cuv% 40 dans des paliers horizontaux fendus 18 et 19» de manière àpoovoir 2002168 -i chaque solonne 2G, 21 sont incorporés des vérins à vis de réglage fin 22, 25. Far réglage indépendant des vérins à vis 22, 5 23, on peut ajuster la hauteur de la structure de poutrelles 10 au-dessus du bain de métal 3 de manière à maintenir un interstice déterminé entre l'organe positionneur 6 et la face supérieure du ruban de verre 4. On règle les vérins 22, 23, pour absorber l'usu re subie par l'organe positionneur 6 pendant fonctionnement de 10 l'appareil. Chaque colonne porte-poutrelles 20, 21 comporte encore un vé rin pneumatique respectif 24, 25» dont le piston s'étend coaxiale ment dans l'alésage du vérin à vis 22, 23 respectif. Il est prévu une commande pneumatique (non représentée) permettant de manoeu-15 vrer conjointement les deux vérins 24, 25 lorsqu'on désire soulever la structure de poutrelles 10 en cas de danger, par exemple pour éviter 1'endommageaient de l'organe positionneur 6 au cas où une grosse pierre est présente à la surface du ruban de verre 4. La structure de poutrelles 10 s'infléchit naturellement en-20 tre les deux colonnes de support 20 et 21 sous l'action de son propre poids et l'on fait en sorte de pouvoir régler les boulons en T de support 14 à 17 pour compenser cet infléchissement et conserver à la monture 13 et à l'organe positionneur 6 la forme désirée (rectiligne dans l'exemple considéré). Suivant le mode de 25 réalisation décrit à titre d'exemple, les deux supports intérieurs 15 et 16 sont réglables en hauteur à l'aide de dispositifs à vis respectifs. Chacun des boulons en T constituant le support 15 ou 16 est accouplé par filetage à un arbre de réglage vertical 26, 27 portant au sommet un pignon d'angle 28, 29. Les pignons d'an- 30 gle 28, 29 engrènent avec des pignons d'angle respectifs 30, 31» portés par des arbres horizontaux respectifs 32, 33 qui longent la face supérieure de la structure de poutrelles 10 vers ses extrémités opposées. Gn règle verticalement les supports 15 s 16 en faisant tourner les arbres 32, 33? par exemple à l'aide de poi-35 gnées ou manivelles convenables situées extérieurement aux extrémités de la structure 10 s et donc à l'extérieur de la structure de cuve. Se cette manière, on peut redresser la monture 13 et 18organe positionneur 6, à pivotement autour des deux supports d1extré-40 mité 14, 17 et les maintenir tangents à la structure de paître lies 69 03982 S 2002168 incurvée 10 au milieu de celle-ci. De même, si le ruban, de verre 4 repose sur une surface incurvée, par exemple pendant fabrication de feuilles de verre de. courbure désirées on peut régler ls;r supports 14- à 1y les uns par rapport aux autres de manière à £ai-5 re épouser par la face allongée 6a de l'organe positionneur 6 la courbure du ruban par rapport à l'horizontale, en dépit de l'infléchissement naturel de la structure de poutrelles *10. L'agencement de support de l'organe positionneur 6 est aussi utilisable quand cet organe 6 est porté par une structure de pou-10 trelles disposée sous une face de verre à traiter, c'est-à-dire quand l'organe positionneur maintient une masse fondue en contact avec la face inférieure d'un ruban de verre. Si la face inférieure 6a de l'organe positionneur 6 s'use, cessant d'être parallèle au ruban de verre 4- suivant la direction 15 d'avance de ce dernier, on peut corriger ce défaut de parallélisme en faisant pivoter la structure de poutrelles 10 autour de son axe pour ramener ladite face dans un plan parallèle au ruban 4-. On fait aussi pivoter la structure 10 autour de son axe lorsqu'on désire faire passer l'organe positionneur 6 de sa position active 20 (fig. 3) dans une position inactive ou effacée, auquel cas on fait pivoter la structure de poutrelles 10 de 90° à partir de la position représentée sur la figure 3, pour remplacer plus facilement l'organe positionneur 6 lorsqu'il est usé. L'amenée rapide de la structure 10 dans cette position inactive permet aussi d'é-25 carter rapidement, en cas d'urgence, l'organe positionneur 6 de sa position active, pour le dégager de la trajectoire d'un obstacle tel que pierre présent dans le ruban 4-, Pour l'assemblage initial de l'appareil, on pose à froid la structure de poutrelles 10 et la monture 13, débarrassée de l'or-30 gane positionneur 6, entre des supports séparés par la même distance que les colonnes 20 et 21 et on laisse la structure de poutrelles s'affaisser naturellement. On règle ensuite la monture 13 à froid jusqu'à ce qu'elle soit bien rectiligne et bien d'équerre, ce qu'on vérifie par insertion d'un organe positionneur neuf 6. 35 Le réglage à froid ainsi terminé, on retire l'organe positionneur 6 et 1'on insère la structure de poutrelles 10 et la monture 13 à travers les parois latérales 2 de la structure de cuve mise à 1$arrêts et on les monte entre les colonnes de support 20, 21, de •aaniëre à introduire l'assemblage dans la chambre d'expansion re-4-G iativement étroite qui surmonte le bain de métal 3, sans risque 69 03982 9 2002168 sérieux d'endommageaient de la monture 13- Quand on l'a convenable ment placée dans la chambre d'expansion, on amène à pivotement la structure de poutrelles 10 en position active et l'on enfile l'or gane positionneur 6 dans la monture 13, à travers l'ouverture de 5 l'un des paliers 18, 19, puis on descend l'assemblage jusqu'à jux taposer la face 6a à la surface du bain 3. Pendant formation de la masse fondue 5 entre la face 6a et la surface du bain, l'organe positionneur 6 peut subir un certain degré de déformation supplémentaire résultant du chauffage de la 10 face 6a et, dans ce cas, on règle à nouveau 11 organe 6 à 1 * aide des supports réglables 15 et 16 jusqu'à ce que la face 6a soit à nouveau bien rëctiligne et bien d'équerre. Toutefois, cette défor mation supplémentaire ne risque guère d'être importante, du fait que le gradient de température vertical est peu accusé près de la 15 surface du bain et que la hauteur de l'organe 6 est faible. L'organe 6 n'étant pas immobilisé à ses extrémités dans la monture 6, il peut prendre librement la forme de cette monture, rectiligne dans l'exemple choisi. Les supports réglables de l'organe positionneur décrits peu-20 vent aussi servir à régler à volonté les dimensions de la masse fondue 5 et à ajuster ainsi la modification superficielle imprimée à un ruban de verre. 69 03982 10 2002168 KEVEHDICATIOHS 1.- Appareil pour le traitement superficiel cLe verre char comportant un organe positionneur allongé contre lequel une m&sztr de matière fondue peut être maintenue par contact mouillant, cet--5 te masse étant, pendant utilisation de l'appareil, en contact avec une face du verre à traiter et l'organe positionneur étant :: soutenu, à partir d'une structure de poutrelles .horizontale, pai-une série de supports espacés suivant la longueur de cette stri ture, des moyens étant prévus pour régler verticalement l'un ar ~ 10 moins des supports en vue de compenser l'infléchissement natur de la structure de poutrelles et de maintenir l'organe positioi..-neur rectiligne ou de lui conserver une forme déterminée, -- 2o- Appareil selon la revendication 1, comportant des porâe-poutrelle réglables verticalement, situés à chaque extrémité 4g 15 la structure de poutrelles, extérieurement aux extrémités de -l'organe positionneur. 3.- Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'orga^v positionneur est maintenu dans une monture allongée portée pair" lesdits supports, qui lui permettent de se déplacer longitudir-20 lement par dilatation thermique. 4-.- Appareil selon la revendication 3» dans lequel la monture présente des fentes longitudinales recevant chacune la t$t® élargie d'un desdits supports, à laquelle elle permet de se déplacer longitudinalement par rapport à la monture. 25 5«- Appareil selon l'une quelconque des revendications *1 à. % dans lequel les moyens de réglage des supports permettent de - déplacer verticalement le tronçon médian de l'organe positionneur par rapport aux extrémités de cet organe et sont manoeuvrables,a partir d'un ou de plusieurs points extérieurs à ces extrémités. 30 6.- Appareil selon la revendication 5, dans lequel le moyen de réglage du ou de chaque support réglable comporte, un dispositif à vis vertical relié à l'un des supports et commandé par transmis sion mécanique à partir d'une extrémité de la structure de poutrelles horizontale. 35 7«- Appareil selon la revendication 2, ou l'une quelconque des revendications 3 à 6 dépendant de la revendication 2, dans le quel chaque porte-poutrelle est réglable verticalement à 11aide 69 03982 11 2002168 d'ion vérin à vis respectif. 8.- Appareil selon la revendication 2 ou 7S comportant; un n:jen de manoeuvre à fluide sous pression associé à chaque porte-poutrelle pour permettre de soulever et d'abaisser rapidement les > poutrelles indépendamment des porte-poutrelle réglables. 9a- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure de poutrelles repose à chaque extrémité dans des paliers qui permettent de la faire pivoter autour de son axe. 10 10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, dans lequel la structure de poutrelles présente au moins un canal longitudinal de circulation de réfrigérant. 11.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe positionneur et ladite masse fon- 15 due sont électriquement conducteurs, une connexion électrique avec l'organe positionneur permettant de faire passer du courant à travers la masse fondue. 12.- Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour utilisation à la fabrication de verre plat doté en 20 surface-de caractéristiques désirées, comprenant encore un milieu de support d'un ruban de verre en cours d'avance, des dispositifs chauffants associés à ce milieu pour mettre le verre en cours d'avance dans l'état thermique voulu et des moyens amenant de la matière fondue à l'organe positionneur pour former une masse fon- 25 due qui adhère à cet organe et s'étend en travers du ruban de verre en cours d'avance.