Brevet FR2160262A1 — publié le 19730629

La présente invention a pour objet un procédé de bombage et de trempe de coquilles en verre, s'appliquant plus spécialement aux coquilles mInces, c est-à-dire d'une épaisseur supérieure ou égale à I2/IOmm. Le traitement est applicable à la fabrication des verres solaires et des verres de protection industrielle, blancs ou colorés, à l'aide d'un appareillage de trempe. Le procédé consiste à se placer aussi près que possible de la température de ramollissement du verre pour tremper les coquilles solaires à la sortie d'un four-tunnel, au cours de la traversée duquel les coquilles, qui ont été préalablement découpées à la forme choisie dans une feuille de verre plat étiré, disposées dans des coupelles de bombage, se bombent sous l'action conjuguée de leur propre poids et de la chaleur. On met en oeuvre ledit procédé à l'aide d'un appareillage de trempe consistant à prévoir, à la sortie du four-tunnel, un carrousel de n coupelles grillagées, de forme pratiquement identique à celle des coupelles de bombage, dont la rotation de I/n tour est commandée après chaque trempe, réalisée par soufflage d'air sur les deux faces de la coquille, en synchronisme avec la saisie d'une nouvelle coquille et l'enlèvement diane coquille trempée et refroidie. Les traitements actuels de trempe, appelés procédés par reprise après bombage, consistent à réchauffer Jusqutà une température voisine du point de ramollissement du verre des coquilles préformées et froides, puis à soumettre lesdites coquilles, disposées verticalement, à un soufflage d'air. Du fait de la position verticale des coquilles au cours du traitement de trempe et puisque l'on doit porter au préalable les coquilles à une température voisine de la température de ramollissement, il résulte un risque de dGformation, par chauffage excessif toujours possible. De plus, ce procédé est long et costaux car il oblige à réchauffer les coquilles préformées, ce qui constitue une étape supplémentaire par rapport au procédé selon l'invention où l'on prélève la coquille, à une température égale et même légèrement supérieure à la température de ramollissement, de sa coupelle de bombage pour la transférer immédiatement, manuellement ou mécaniquement, en position horizontale, dans une coupelle grillagée de géométrie pratiquement identique, où elle est trempée par soufflage d'air sur les deux faces. Les caractéristiques ci-dessus, ieurs avantages, ainsi que d'autres caractéristiques et avantages secondaires apparaîtront de façon plus détaillée dans la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins, en annexe sur lesquels - la fig. I représente un graphique illustrant la variation de la température du four en fonction de la distance D à ltentrée du four-tunnel. La courbe en trait mixte correspond au traitement classique, celle en trait continu au traitement selon l'invention. - la fig. 2 est une représentation schématique en coupe de l'ensemble de l'appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé de trempe conforme d l'invention. - la fig. 3 est une représentation schématique d'un carrousel permettant l'indexation automatique et le traitement des coquilles entre les buses du poste de trempe. La courbe en trait mixte, représentée sur la fig. I, correspondant à l'art antérieur, peut être divisée en plusieurs parties, respectivement a-b, b-c, c-d, d-e, et e-f, représentant schématiquement les principales étapes du procédé. Si l'on,détaille ladite courbe, les coquilles, préalablement découpées à la forme voulue, sont amenées rapidement au cours de la partie a-b, grSce à un chauffage intensif, jusqu'à la température de ramollissement du verre utilisé. De ce fait les coquilles, placées dans des coupelles de forme appropriée, se bombent au cours de la partie b-c de la courbe où la température est maintenue sensiblement constante 3usqu'à l'obtention d'un bombage satisfaisant.On interrompt ledit bombage en abaissant rapidement la température, comme représenté à la partie c-d de la courbe, jusqu'à une valeur légèrement supérieure à la température de recuisson, maintenue le temps nécessaire à sa stabilisation, qui a lieu durant le palier d-e. Dans la zone suivante du four e-f, on opère la recuisson, par une diminution progressive et contrôlée de la température, c'est-à-dire que l'on élimine ou diminue les contraintes de tension internes, apparues au cours des traitements précédents. Après la recuisson les coquilles subissent les opérations classiques de contrôle avant d'être emmagasinées.Ce n'est que lors d'un traitement ultérieur, appelé reprise après bombage, que lesdites coquilles, en position verticale, rdchauffees Jusqu'd une température légèrement inférieure au point de ramollissement, sont trempées par soufflage d'air. Si l'on examine la courbe en trait plein a', b', c', d',et e', représentée sur la fig. I, concrétisant le procédé de bombage et de trempe selon 11 invention, on constate que ce traitement ne comporte pas l'étape supplémentaire de recuisson du procédé classique de bombage et de recuisson. Sur le plan des matériels et équipement utilisés, donc des investissements nécessaires, on voit Immédiatement le gain réalisé sur la longueur du four-tunnel, qui se trouve réduit de la valeur L à la valeur L', soit de l'ordre de 50%. Ceci est possible du fait de la continuité existant entre les étapes de bombage et de trempe, respectivement, c'd' et d'-e', comme on le verra ultérieurement.Si l'on détaille ladite courbe on peut la subdiviser en plusieurs parties qui sont, respectivement, a'-b', b'-c', c'-d', et d'-e'. La partie a'-b' de la courbe traduit une élévation modérée de la température du four afin de réchauffer les coquilles préalablement découpées qui, au cours de la partie b'-c', sont amenées rapidement jusqu'à une température légèrement supérieure au point de ramollissement afin que le palier de bombage c'-d' soit le plus court possible. Ainsi les coquilles, disposées dans des coupelles de bombage horizontales que l'on détaillera ultérieurement, se bombent à la forme voulue et ne subissent pas une modification néfaste de leur état de surface, comme on le verra ultérieurement, du fait de la température élevée. Après le transfert manuel ou mécanique au moyen d'un dispositif connu en soi, par exemple d'aspiration par ventouse de la coquille bombée dans le dispositif de trempe, l'on souffle de l'air sur les deux faces des coquilles en position horizontale, afin d'accélérer le refroidissement et ainsi tremper les coquilles. La chute britale qui en résulte pour la température de la coquille est illustrée par la partie d'-e' de la courbe en trait plein. On constate, en comparant les deux procédés de traitement classique et selon l'invention, représentés schimatiquement par les courbes précitées et correspondant respectivement au bombage et reeu sson a:ec trempe par reprise, et au bombage et trempe en continu q;ie selon le procédé classique IO) la trempe des coquilles s'effectue, en position verticale, ce qui entratne des r s. es de déformation du fait de la proximité de la température de ramollissement. ^ ) ladite trempe s'opère au cours du traitement ultérieur de trem pe, dit par reprise, bien distinct du traitement de bombage et de recuisson représenté schématiquement par la courbe en trait mixte et qui nécessite un nouveau chauffage préalable. Par contre selon le procédé de traitement de l'invention, illustré par la courbe en trait plein a, b, c, d, et e, la trempe fait partie intégrante du traitement dit de bombage et de trempe et a lieu immédiatement après le bombage c1est-à-dire juste à la sortie du four-tunnel. Au cas où lton ne voudrait pas ou ne pourrait pas construire un four-tunnel spécial pour mettre en oeuvre le procédé de bombage et trempe selon l'invention, alors pour utiliser le four-tunnel classique lton pourra adapter ledit procédé. Ainsi il suffira, tout simplement, que la température du four-tunnel classique dans sa première partie, donc sur une longueur (L-L') de la fig. I, soit égale à la température ambiante. De ce fait la courbe en trait continu selon l'invention sera seulement décalée d'autant vers la droite. De la continuité dans les différentes étapes il résulte un gain de temps et une simplification du procédé selon l'invention que l'on peut mettre facilement en oeuvre à l'aide d'une forme de réalisation possible, représentée sur la fig. 2 des dessins. Le dispositif illustré à la fig. 2 est une représentation schématique en coupe d'un appareillage permettant de réaliser la trempe des coquilles immédiatement à la sortie du four-tunnel. Les ébauches planes des coquilles, après leur découpage à la forme voulue, sont transférées dans un four-tunnel classique I comprenant une bande de transport sans fin 2 passant sur deux poulies 3 et 4, dont l'une motrice 3 est reliée à un moteur d'entratnement M. La bande de transport 2 possède des coupelles de formage ou de bombage 5, en acier réfractaire embouties à la courbure désirée, dans lesquelles on dispose manuellement ou mécaniquement les coquilles 6. Lesdites coquilles se bombent, au cours de la traversée du four-tunnel I sous l'action conjuguée de leur propre poids et de la chaleur, jusqu'à venir très près de la forme de la coupelle de bombage 5, sans l'épouser exactement.En effet, il ne faut jamais qu'il y ait contact avec la face interne de la coupelle autrement que par le contour des coquilles de façon à éviter une modification néfaste de l'état de surface des ébauches planes découpées à la forme voulue. A.la sortie du four-tunnel I les coquil les bombées 6 sont déposées manuellement ou mécaniquement (dispositif non représenté) dans une coupelle de trempe 7, grillagée et de géométrie pratiquement identique à la coupelle de bombage 5, dans laquelle elles subissent la trempe par soufflage d'air, pendant par exemple 2 à 3 secondes, sur les deux faces à l'aide de buses 8a et 8b, référencées sur la fig. 3, entre lesquelles vient se positicnner verticalement la coupelle de trempe 7. La fig. 3 représente schématiquement une forme de réalisation de l'appareillage de trempe consistant à prévoir à la fin de la bande de transport 2, c'est-à-dire à la sortie du four-tunnel I, par exemple, un carrousel 9 de n coupelles 7, grillagées et horizontales. La rotation de I/n tour de ce carrousel, commandée automatiquement après chaque trempe, en synchronisme avec la saisie d'une nouvelle coquille et l'enlèvement d'une coquille trempée et refroidie, positionne une coupelle grillagée 7 entre les buses 8a et 8b supérieure et inférieure soufflant de l'air frais sur les deux faces de la coquille. Dans la forme de réalisation illustrée à la fig. 3 on a prévu 5 postes qui sont, dans l'ordre des opérations, un poste de chargement C, un poste de trempe T avec deux buses 8a et 8b de soufflage d'air froid sous pression, deux postes de refroidissement R avec deux buses identiques aux précédentes, ceci afin d'abaisser au maximum la température des coquilles après trempe et faciliter leur manipulation, et enfin un poste d'éjection E avec une seule buse de soufflage 8b disposée en dessous de la coupelle support 7. I1 est entendu que l'appareillage de trempe peut comporter un nombre de postes différent de cinq, inférieur ou supérieur, par exemple par diminution ou augmentation du nombre de postes de refroidissement, respectivement.On peut même, éventuellement, mettre en oeuvre le procédé à l'aide non plus d'un dispositif rotatif, comme le carrousel illustré à la fig. =, mais linéaire, comme une bande de transport sans fin. Les opérations restant identiques, à savoir, chargement, trempe, refroidissement, en un ou plusieurs temps, et objection. Etant donné que la trempe consiste à refroidir rapidement, presque instantanément, un verre porté à la température de ramollissement, il est bien évident que la trempe sera plus efficace par le procédé selon 1 t invention, que selon tout autre procédé dans lequel la coquille, placée verticalement ou à plat, sur des supports ne pourra pas atteindre la température convenable sans risque de déformation. Dans une forme particulière de réalisation, on a appliqué le procédé selon l'invention à des coquilles en un verre dont le point de ramollissement se situait à 720"C. La traversée dans le four s'est effectuée à raison de 29m/heure. Le temps de trempe à la sortie du four-tunnel a été de deux secondes trente, pour une pression d'air de 3 Kg et un débit de préférence supérieur à quelques centaines de litres d'air par verre. On a utilisé des coupelles de géométrie identique pour le bombage et la trempe. Les coupelles de bombage sont en acier réfractaire embouties à la courbure désirée pour la face des coquilles de n dioptries + 0,25. Les coquilles ainsi trempées ont donné toute satisfaction aux contrôles de résistance à la chute des billes de I6g, 28g et 35g, respectivement lâchées de 1,27 m de haut sur la face convexe de l'oculaire placé sur un support conforme à la norme américaine. Ce procédé de trempe de coquilles s'applique plus spécialement à la trempe de coquilles minces, c > est-à-dire d'une épaisseur égale ou supérieure à I2/IOmm. I1 faut noter que le procédé peut également s'appliquer aux verres solaires et de protection industrielle, blancs ou colorés, de plus forte épaisseur. - REVENDICATIONS I") Un procédé de traitement de bombage et de trempe de coquilles en verre, minces, disposées dans des coupelles de bombage entraî- nées par une bande transporteuse sans fin, qui sont bombées au cours de la traversée d'un four-tunnel, et où l'on transfère lesdites coquilles dans des coupelles de trempe pour les tremper par soufflage d'un milieu gazeux de refroidissement, caractérisé par le fait que la trempe a lieu immédiatement après le bombage c'est-àdire juste à la sortie du four-tunnel. 20) Un procédé de traitement de trempe de coquilles en verre, selon la revendication I, caractérisé par le fait que la température des coquilles est légèrement supérieure ou égale au point de ramollissement du verre. 30) Un procédé de traitement de bombage et de trempe, selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on souffle de l'air sur les deux faces des coquilles disposées en position horizontale dans des coupelles de trempe. 40) Un procédé de traitement de trempe de coquilles en verre, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur des coquilles en verre est supérieure ou égale à 12/IOmm. 50) Un dispositif de traitement de trempe selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est constitué, en aval de la bande transporteuse sans fin, par - un carrousel de n coupelles, dont la rotation de I:n tour est commandée après chaque trempe, en synchronisme avec la saisie d'une nouvelle coquilles trempée et refroidie, et - des paires de buses de trempe, disposées en regard de certains postes d'arrêt bien déterminés du carrousel, entre lesquelles vient se positionner la coupelle de trempe contenant la co quille, dont les deux faces sont refroidies en même temps par soufflage d'air. - des paires de buses de refroidissement, disposées en re gard d'au moins un poste de refroidissement, placé immé diatement après le poste de trempe, - un poste d'éjection des coquilles trempées et refroidies, - un poste de chargement, disposé juste avant le poste de trempe. 60) Un dispositif de traitement de trempe, selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les coupelles du dispositif de traitement sont grillagées et présentent une forme pratiquement identique à celle de la coupelle de bombage.