Brevet FR2062881A1 — publié le 19710702

La présente invention se réfère aux procédés pour la trempe d'articles en verre obtenus par moulage. Elle se réfère plus particulièrement à la trempe d'articles présentant des saillies, tels que notamment des isolateurs électriques comportant des nervurez. Elle a pour objet un procédé qui permet d'améliorer la résistance mécanique de ces articles ainsi que leur tenue aux chocs thermiques chaud-froid. Ce procédé consiste, après démoulage au moins partiel de la pièce ep verre, alors que sa npeau" libérée du contact du moule est à une température suffisamment basse pour ne plus se déformer et que le verre du "coeur" est encore à l'état pâteux, à soumettre à une action de chauffe localise les parties en saillie non en contact avec le moule et à soumettre ensuite lten- semble de la pièce à un refroidissement brusque. Ce procédé permet d'obtenir des articles en verre moulé présentant de bonnes propriétés mécaniques et d'éviter complètement les écaillages des bords, nervures, et d'une façon générale des parties en saillie, lors de chocs thermiques inférieurs à celui provoquant la rupture. I1 permet également une diminution importante de prix de revient en raison de la suppression du four d'équilibrage habituellement utilisé. Les figures 1 à 4 des dessins ci-joints sont des vues schématiques données pour montrer les inconvénients que l'on rencontre dans le cas d'articles en verre trempé présentant des saillies. On considère le cas de pièces présentant des nervures, telles que des isolateurs électriques, représentées schématiquement figes.1 et 2 par un plateau circulaire a surmonté de nervures de révolution b et entouré par un bord c. L'action d'un choc thermique chaud-froid peut conduire aux deux effets ciaprès en raison de l'apparition de contraintes temporaires opposées aux précontraintes existantes. I1 se produit une rupture de la pièce lorsque la résultante des contraintes au moment du choc thermique a dépassé la limite d'extension en surface. D'autre part il apparat des écaillages du coté convexe des nervures b et du bord extérieur c lors de chocs thermiques nettement inférieurs à celui provoquant la rupture. On peut donner i ce sujet l'explication suivante : Lorsqu'une pièce homogène en température est soumise au refroidissement rapide par jets d'air ou par immersion dans un liquide, les parties les plus minces et les plus exposées, telles que la nervure b et le bord c, se refroidissent beaucoup plus rapidement que le reste de la pièce, tellè que le plateau a, et prennent ainsi un état de contrainte propre et sensiblement indépendant des autres parties. On obtient donc des anneaux solides reliés à un plateau non totalement solidifié. Le plateau continuant à se refroidir, la contraction ra- diale f (figs.2 à 4) a tendance à refermer vers le centre les anneaux solides. I1 apparat donc dans ces anneaux des contraintes parasites de compression p1 dans les parties concaves et d'extension p2 dans les parties convexes. Ces contraintes se superposent aux contraintes n établies précédemment et le résultat final correspond à un affaiblissement des contraintes de compression dans les parties convexes des anneaux. Des pièces ainsi traitées présentent des écaillages e caractéristiques lors des chocs thermiques. Ce sont ces inconvénients que l'invention permet d'éliminera On donnera ci-après des résultats comparatifs entre, d'une part des isolateurs obtenus suivant le.procédé de l'invention et > 'autre part, des isolateurs obtenus par la technique habituelle de trempe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention rsortiront de la description qui suit et qui est relative à l'application de l'invention à la trempe d'isolateurs électri ques. Dans cette description on se réfère aux figs.5 à 9, lesquelles montrent : fig.5 uns sue en coupe verticale partielle d'un moule; ìgOG une vue en coupe verticale partielle de l'isolateur venant entre moulé et soumis à l'opération de chauffe ou rebrûlage localisée; fig.7 une vue en coupe verticale partielle d'un isolateur en cours d'essais de résistance à l'écrasement; fig.8 une vue en coupe verticale partielle d'un ensemble isolateur formé d'un capot et d'une tige renforcée en cours d'essais de résistance mécanique; fig.9 une vue schématique d'ensemble d'un dispositif d'essais de chocs thermiques chaud-froid. Comme représenté figure 5, chaque moule comprend un fond 1, une couronne 2 constituée par un fourreau coulissant monté sur un ressort, un poinçon 3 autour duquel coulisse la couronne 2 et une vis 4. Un tel moule peut faire partie d'une série dc huit montée sur un manège permettant d'effectuer les opérations successives en huit stations différentes. A la station de versage la paraison alimentée par un feeder tombe dans le moule vide. Le manège ayant tourné d'un huitième de tour, le moule précédemment garni arrive à.la station de pressage. Les trois parties du moule 2-3-4 descendent et pressent la raison pour lui donner la forme l'isolateur. Au bout de quelques secondes, quand le verre est figé, la vis 4 tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et remonte seule. Quand la vis est remontée, tout l'ensemble 2-3-4 remonte simultanément, après quoi la vis 4 est animée d'un mouvement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre et redescend en dépassant le poinçon 3, l'ensemble 2-3-4 étant ainsi prêt pour la prochaine opération de pressage. Le manège ayant tourné d'un huitième de tour, l'isolateur 5 reposant sur le fond 1 arrive à une station de refroidissement de la partie centrale de l'isolateur qui est la partie la plus chaude de ce dernier, un tuyau disposé verticalement soufflant dans le dite partie centrale pour éviter sa déformation. Après nouvelle rotation d'un huitième de tour, l'isolateur arrive à une station de refroidissement analogue à la précédente. A la station suivante, dans laquelle on met en oeuvre le procédé de l'invention, on soumet les nervures 6-7-8-9 respectivement à l'action de becs de chalumeau 10-11-12-13 tournant autour de l'axe de l'isolateur (fig.6). Ces brûleurs, dont on a représenté une vue de face sur la fig.6a, peuvent être alimentés en propane-oxygène-air. La vitesse de rotation des becs de chalumeau peut être de 70 tours/mn environ et leur durée d'action sur l'isolateur de 5 sec. environ. A la station suivante se produit le démoulage complet de l'isolateur et son transfert à la table de trempe. Les deux dernières stations correspondent au refroidis se- ment du moule On donne ci-après des résultats d'essais concernant des isolateurs, de type désignés par les références A B C, de dimensions et nombres de nervures différents, ces isolateurs ayant été traités conformément au procédé de l'invention (isolateurs A1 B1 C1) et suivant la technique habituelle de trempe (isolateurs A2 B2 C2). Résultats comparatifs d'essais de résistance à l'écrasement.- L'isolateur est disposé sur un support fixe 14 (fig.7), ses nervures se trouvant vers le haut et on fait agir sur sa tette, par l'intermédiaire d'un poinçon 15, une poussée F croissant progressivement jusqu'à la rupture de l'isolateur.Les résultats comparatifs, pour un nombre de pièces par lot égal à vingt sont donnés dans le tableau suivant : TABLEAU I A B C A1 A2 B1 B2 C1 C2 Moyenne 14 450 12 900 12 800 Il 650 12 950 Il 700 X Ecart-type 520 660 980 1 000 420 800 # X - 3 # 12 890 10.920 9 860 8 650 Il 690 9 300 X + 3 X- 16 010 14 880 15 740 14 650 14 210 14 100 Résultats comparatifs d'essais de résistance mécanique "capot et tige renforcés" Pour cet essai on scelle l'isolateur dans un capot 16 et sur une tige d'acier 17 surdimensionnés de façon à obtenir la casse du verre et non celle du capot ou de la tige qui se pro durait avec un capot et une tige de dimensions standard. Le capot 16 est rendu solidaire d'une chape fixe 18.La force de traction F1 s'exerçant sur la tige est augmentée de façon croissante jusqu'à obtenir la rupture de l'isolateur0 Les résultats comparatifs entre les isolateurs A1 A2 , B1 B2 et C1 C2 sont donnés dans le tableau suivant (20 pièces par lot) TABLEAU Il A B C A1 A2 B1 B2 C1 C2 Moyenne 21 3b0 20 100 20 850 18 100 28 600 27 100 -x Ecart-type 400 700 I 300 I 750 2 200 3 000 X - 3 6-- 20 100 18 GOO 16 950 12 850 22 000 18 100 X + 3 # 22 500 22 200 24 750 23 350 35 200 36 100 Résultats comparatifs d'essais de chocs thermiques chau d-fro id?t Le dispositif d'essai comprend une étuve à convection 19 où l'on fait séjourner les isolateurs à essayer pendant 4 heures à une température T. Les isolateurs sont ensuite immergés rapidement dans l'eau d'un bac 20 jusqu'à refroidissement total d la température t. Chaque lot comporte 20 pièces qui subissent des chocs thermiques successifs jusqu'à-la destruction. Les résultats comparatifs entre les isolateurs A1 A2 B1 B2 C1 C2 ainsi que des isolateurs A3 B3 C3 trempés sans équilibrage et sans rebrûlage sont donnés dans le tableau suivant. Dans ce tableau 0 désigne l'appartition du premier écaillage et X l'apparition de la première casse, TABLEAU III A B C T T-t A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 120 110 O 130 120 X OX 140 130 150 140 160 150 0 O OX O 0 170 160 X X 180 170 x X 190 180 200 190 0 210 200 X 220 210 Ox 230 220 REVENDICATIONS 1) Procédé pour la trempe d'articles en verre obtenus par moulage qui consiste, après démoulage au moins partiel de l'article, alors que sa surface libérée du contact du moule est à une température suffisamment basse pour ne plus se déformer et que le verre du coeur est encore à l'état pâteux, à soumettre à une action de chauffage localisée les parties en saillie non en contact avec le moule et à soumettre ensuite l'ensemble de l'article à un refroidissement brusque. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet les parties en saillie de l'article à l'action de flammes produites par des becs de chalumeau. 3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lton fait tourner les becs de chalumeau autour de l'axe de l'article. 4) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des isolateurs électriques présentant des nervures0