Brevet FR2180453A1 — publié le 19731130

La présente invention co.lcerne un procédé et un dispositif de fabrication mécanique d'articles de verrerie à tube étroit tels que tubes à entonnoir et pipettes Les tubes à entonnoir, mdme en production de masse, ont été jusqu'à ce Jour faits surtout à la main.On rapprochc l'un de l'autre u tube étroit et un tube de diamètre moyen - destinés à donner respectivement le tube étroit et l'entonnoir de l'article fini - et on les soude l'un à l'autre par soufllage de façon à obtenir une ébauche-de tube à entonnoir à raccordement conique; on ramollit ensuite zone par zone le tube large en le faisant tourner sans arrêt et en le déplacant au long d'une flamme; enfin1 on l'élar- git coniquement au moyen d'un outil spécial. Par cette technique manuelle, on ne peut produire que des tubes dont l'entonnoir est d'un diamètre d'ouverture limité à 80 mm. Dé facon analogue, on paut faire des pipettes à partir de deux tubes de diamètres différents (nour le renflement et les tubes étroits qui s'y raccordent). Dans tous les cas, le raccordement soufflé reste visible et la production de pièces de seconde qualité est relativement importante. D'autr@ part, e procédé de fabrication purement artisanal suppose une habileté manuelle extraordinaire qui n'est pratiquement accessible qu'à une main d'oeuvre ayant une expérience de longues années, si l'on veut que les articles finis soient de qualité uniforme; le rendemcnt horaire ne peut autre que faible, La présente invention s'est fixé pour but de présenter un pro cédé de fabrication mécanique d'articles àe de verrerie, tels que tubes a entonnoir, pipettes et ampoules, dc qualité uniforme, qui perment- te l'emploi sur machine d'une main d'oeuvre en formation et un fort rendement à prix de revicnt réduits; elle part, pour ce faire, d'un procédé dc fabrication par voie mécanique d'ébauches de tubes à entonnoir, décrit dans le brevet allemand NO 1 264 698o Selon ce procédé connu, on saisit par serrage dans un dispositif, par ses deux extrémités, un tronçon de tube de verre dont le diamètre est plus petit qu celui des bords des entonnoirs et plus grand que celui des tubes étroits, tronçon qui est d'une longueur permettant d'en tirer deux tubes à eutonnoir ; en faisant tourner sans arr8t ce tronçon autour de son axe, on le ramollit jusqu'à rétrécissement de sa partir centrale; on étire la partie rétrécie en un tube d'un diamètre égal à celui de la partie etroite des tubes à entonnoir voulus, uniformément à longueur prédéterminée; enfin, après refroidissement, on coupe en son milieu ébauche obtenue. Dans une passe supplémentaire de travail et de façon en elle-meme connue, on ramollit zone par zone chacune des deux ébauches de tube à entonnoir obtenues tout n la faisant tourner sans arrêt sous une flamme, à partir du bord de la partie élargie de- l'ébauche et on met celleci en forme d'entonnoir. On obtient ainsi, à l'issue de cette second passe. de travail, deux tubes à entonnoir séparés, à transition légèrement étirée entre partie étroite et entonnoir; ces tubes sont produits de façon bien uniforme et ne nécessitent pas de retouches. Or, on a constaté à l'expérience que ce procédé pouvaits'étendre à la fabrication simultanée d'au moins trois ébauches d'articles de verrerie à tube étroit, mais qui diffèrent entre eux, notamment d'au moins deux ébauches de tubes à entonnoir et d'une ébauche à renflement, telle que pipette ou ampoule, si ces articles peuvent avoir des parties étroites identiques et si le diamètre du renflement peut être plus petit que celui du bord des entonnoirs. A cette fin, le procédé suivant l'invention se caractérise en ce que l'on saisit par serrage dans un dispositif, par ses deux extrémités, un tronçon de tube de verre dont le diamètre est égal à celui dudit renflement, plus petit que celui du bord des entonnoirs et plus grand que celui des parties étroites et on soutient toute la longueur de ce tronçon de tube au moins en un point appui puis, en le faisant tourner sans arrêt autour de son axe, on le ramollit jusqu'à rétrécissement de part et d'autre de chacun du ou desdits points d'appui; on étire ensuite uniformément sur une longueur prédéterminée chacun des rétrécissements au diamètre de la partie étroite d'un tube à entonnoir ou d'un article à renflement; enfin, après refroidissement, on spare par des traits de coupe les différentes ébauches d'après 15 longueurs à donner à leurs parties étroites. Dans une passe supplémentaire de travail, on ramollit zone par zone l'ébauche obtenue de chaque tube à entonnoir, en la faisant tourner sans arrêt sous une flamme, a partir du bord de la partie la plus large de l'ébauche ct on met celle-ci en forme d'entonnoir. Dans le cas d'une pipette, on étire en pointe la partie étroite de l'ébauche et finalement on l'étalonne. Par le procédé suivant l'invention, on peut produire plusieurs articles de verrerie à la fois, tels que tubes à entonnoir et articles à renflement, mécaniquement, simuli-anément, plus vite et avec moins uc rebuts, de qualité plus uniforme, cn en:ployant unr main d'oeuvre moins qualifiée, que par la technique artisanale de l'art antérieur. La mécanisation de la fabrication des articles de verrerie trouve ai@si, par une utilisation particulièrement intéressan- te du parc de machines, accès à la production de ces articles de grande consommation. On peut, cn offet, mettre au point, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, des dispositifs du genre tour de verrier compertant deux poupées à mandrins à serrage rapide cntrainés dans le même sens et à la même vitesse de rotation, Dans une première forme préférée de réalisation suivant l'in- vention, un tel dispositif se caractérise en ce que les deux poupées sont entratnables de part et d'autre d'un point fixe se trouvant à peu près au milieu du banc pour l'appui d'un tronçon de tube de verre, par des barres de chariotage, dans des directions opposées et à mme vitesse, dans des guidages lonritudinaux du banc de tour, entre des butées de fin de course, et en ce qu'entre ledit point fixe et chacune des poupées est disposée une rampe de brûleur en elle-même connue tournée vers l'axe de chariotage. Une fois que les futures parties étroites dc l'ébauche sont ramollies et commencent à se rétrécir, on étrangle les brûleurs et on fait s'éloigner l'une de l'autre à vitesse uniforme les deux poupées, tandis que les mandrins continuent à faire tourner le tube.Sur le point d'appui repose une partie centrale du tube d'oriCine. Pour ne pa torsader les parties ramollies destinées à constituer les parties étroites des articles finis, il est bon que le point d'appui présente au moins deux rouleaux d'appui, entraînés en fonction de la vitesse périphérique du tronçon de tube ou bien encore qu'il soit conçu en mandrin à serrage par collier, entraîné à la vitesse de rotation du tronçon de tube, à condition toutefois qu'on puisse l'ouvrir pour pouvoir y introduirexle tronçon de tube et l'en sortir. Dans une variantè du dispositif suivant l'înventicn,intéressan- te pour la production d'ébauches à plu dc trois éléments, l'une des poupées est fixe cependant eue l'autre, ainsi que des points d'appui en nombre voulu (n-2) par rapport au nom@r@ d'éléments (n) à produire, sont entratriables - les points d'appui cependant vitesses moindres que celle do la poupée mobile -aussitôt que le verre a été ramolli. L'invention sera mie@ comprise à la lecture de la descrip-ion qui suit de plusieurs exemples de réalisation, et à l'examen des dessins armexés, dans lesquels - la Fig. 1 est destinéc à exposer le mode de formation d'un tube à ento.q-ioir cn eux parties dont une dc diamètre étroit, en , echnique artisanale - la Fig. 2 est une vue schématique d'un tour de verrerie suivant l'invention - la Fig. 3 est destinée à exposer le mode de formation d'un tube à entonnoir sur le tour de la Fig. 2 - la Fig. 4 est une vuc en coupe d'une forme possible du mandrin d'appui du tour de la F-ig. 2. L'ébauche de tube à entonnoir de la Fig. 1 est faite à la main, un tube étroit 1 étant rapproché d'un tube large 2 et soudé à celui de façon conique par soufflage; la zone de raccordement est indiquée en 3. Pour pouvoir amener le tube 2 à former ltentonnoir 5, on saisit l'ébauche par la partie étroite 1, on fait aller et venir la partie large 2 devant une flamme en la faisant tourner sans arrêt jusqutà ce qu'elle se ramollisse et on l'amène progressivement au profil voulu depuis le bord 4 jusqu'a la zone de raccordement, au moyen d'un outil spécial par exemple en forme de spatule. On a représenté à la Fig. 2 un tour permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention; sur un banc 10 sont disposées deux poupées 11, 12 déplaçables en sens opposées entre des butées de fin de course 13, 14 puis,- en-position centrale entre ces deux poupées (supposées rapprochées au maximum), un mandrin d'appui 15 à poste fixe, enfin de part et d'autre de celui-ci deux rampcs de brûleur 16. Des mandrins à serrage rapide 17, 18 portés par les deux poupées sont entratnés dans le même sens et à même vitesse par une broche (non représentée); il est utile de disposer d'un engrenage réducteur réglable sans gradations. Le mandrin à poste fixe 15 présente au moins deux rouleaux d'appui 19 qui soutiennent un tronçon de tube de verre 30 en position centrale entre les deux poupées. Avantageusement, ces rouleaux d'appui sont entratnés en sens opposé à celui des mandrins 17, 18. La Fig. 4 représente une forme de réalisation d'un mandrin d'appui 20 divisé en deux éléments semi-cylindriques 21, 22, assemblés par charnières, de façon que l'on puisse soulever celui du dessus pour pouvoir introduirc le tronçon dc tube de verre et le retirer. Dans l'élément inférieur 21 sont montés les deux rouleaux d'appui 19 et, dans l'élément supérieur 22, un rouleau supplémentaire 24. Ce mandrin ouvrable retient le tronçon de tube à faible pression, pour empêcher tout entratnement ae ce tronçon dans l'un ou l'autre des sens de chariotage et le fait tourner en même temps en syncizrcnisme avec les mandrins des poupées. Le tronçon de tube 30 est pris à ses deux extrémités dans les mandrins 17, 18. Sa longueur est à établir r essentiellement en fonction de l'épaissour et de la longu@ur des parties étroites de dous tub@s à autonnoirs 30' et d'une pipetto 30" que l'on veut obtenir finalement, son diamètre en fonction de celui du rcnflement de la pipette 30" (Fig. 3). Conmo le montro la Fig. 2, il est échauffé par les brûlcurs 16 de part et d'astre du mandrin d'appui 15. Ces deux zones commencent par se rétrécir à la mesurc voulue tout en voyant lour épaissour de paroi augmenter uniformément.On réduit alors le régime des brûleurs et on déplace les poupées 11, 12 en des mouvemcnts uniformes de sens opposés vers les butées 14, en étirant par là les zon@s ramollies et rétrécies du tube 30. Les Fig. 3 représente en (a) le tube 30 coupé de longueur avant l'opération et en (b) l'éba@che triple obtenue, en fin d'opération. Par deux traits de coupe dans les parties minces, on sépare deux tubes à entonnoir 30t au extrémités et une pipette 30" au centre. Mais on voit nus Si que l'on pourrait également par un trait de coupe au milieu du relîflement de la pipette, diviser celle-ci en deux autres tubes à entonnoir on cas de besoin. Comme la Fig. 2 le montre, le dispositif peut aussi travailler de +acon que l'une des poupées, par exemple celle de gauche 11, reste immobile, et que seule l'autre, en l'occurrence celle de droite 12, soit déplacée vers la droite vers une butée 14 placée deux foi plus loin, à condition que le mandrin 15 le soit également mais à vitesse doux fois moindre, pour qu'à clrique instant ce man drîii se trouve toujours exactement à mi-chemin des daux poupées, On utilisera dans cc Cas un mandrin du type de celui de la Fsi. 4. On voit, d'après cet exposé basé sur la Fig. 2, que l'on peut aussi sur le même dispositif produire des ébauches à plus de trois éléments, à co dition sculemcnt de mettre en oeuvre davantage de mandrins d'appui - d'une façon généralo, (n-2) mandrins d'appui pour des ébauches de n éléments - mandrins qui sont déplacés en direction de la poupéc 12 à des vitesses échelonnées en couséquence. On sere e ensuite chaque tube à entonnoir par sa partie mince dans le mandrin à serrage rapide d'un dispositif ayant les éléments 10, 11, 16, 17 de celui de la Pi. 2, on l'échauffe sous la flamme on le faisant tourner sans arrêt à vitcsse uniforme, on introduit lelltemcnt dans la partie ouverte (vo-r ir:. 1) un outil spécial tenu à la main direct mcnt ou dans un support et on le fait s:iivre à même vitesse par la flamme jusqu'au point de raccordement avec la partie mince. Après cette finition et le retrait du mandrin, on obtient le tube à entonnoir entièrement fini.La vitesse de rotation du dispositif est à etablir en fonction du diamètre d'ouverture de l'entonnoir et à faire varier en fonction inverse de celui-ci, car dans le cas d'entonnoirs relativement grands, par suite des excentricités inévitables, l'action des forces centrifuges sur la masse ramollie du verre croit. La description qui précède montre, comme on l'a déjà laissé entrevoir que l'invention ne se limite pas à la production de tubes à entonnoir et de pipettes, mais peut s'étendre à la production mécanique de tous objets de verre présentant des parties étroites et des parties- larges, en particulier des volumes creux ouverts ou fermés se prolonXeant par des tubes minces, et peuvent astre fabriqués, au moins en ce qui concerne les premières passes de travail, à partir de tronçons de tubes, en soumettant ceux-ci à un ramollissement par zones et à un étirage. REVENDICATIONS 7 - Procédé de production simultanée, à partir d'un tube de verre, d'au moins trois ébauches d'articles de verrerie à tube étroit, notamment d'au moins deux ébauches de tubes à entonnoir et d'une ébauche à renflement, tclle que pipette ou ampoule, caractérisé en ce que l'on saisit par serrage dans un dispositif, par ses deux extrmités, un tronçon de tube de verre dont le diamètre est égal à celui dudit renflement, plus petit que celui du bord des entonnoirs et plus grand que celui des parties étroites, et on soutient toute la longueur de ce tronçon de tube au moins en un point d'appui puis, en le faisant tourner sans arrêt autour de son axe, on le ramollit jusqu'à rétrécissement de part et d'autre de chacun du ou des points d'appui, on étire ensuite uniformément sur une longueur prédéterminée chacun des rétrécissements au diamètre de la partie étroite d'un tube à entonnoir ou d'un article à renflement, enfin après refroidissement on sépare par des traits de coupe les différentes ébauches d'après les longueurs à donner à leurs parties étroites. 2 - Procédé selon la revendication 1 pour la production de tubes à entonnoir, caractérisé en ce que, dans une passe supplémentaire de travail, on ramollit zone par zone 11 ébauche obtenue, en la faisant tourner sans arrdt sous une flamme à partir du bord de la partie la plus large de l'ébauche et on met celle-ci en forme d'cntomnoirO 3 - Dispositif de production d'ébauches de verre à trois éléments, par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dispositif du genre tour de verrier comportant deux poupées à mandrins à serrage rapide entratnés dans le même sens et à la même vitesse de rotation, caractérisé en ce que les deux poupées (11,12) sont entraSnables,de part et d'autre d'un point fixe (15) d'appui d'un tronçon dc tijc de verre, par des barres de chariotage, dans des directions opposées et à memc vitesse, dans des solidages longitudinaux du banc de tour, entre des butées de fin de course ct en ce qu'entre ledit point fixe et chacune des poupées est disposée une rampe de bradeur (16) tournée vers l'axe de chariotage (Fig. 2). 4 - Dispositif de production d'ébauches de verre a' plus de trois éléments, par mise en oeuvre du procédé selon la revendication1, dispositif du genre d'un tour de verrier comportant deux poupées à mandrins à serrage rapide entratnés dans le mdme sens et à la mdme vitesse de rotation, caractérisé en ce qu'entre les deux poupées (lt,12) sont disposés des points d'appui (15) et, de part et d'autre de chacun de ceux-ci, une rampe de brdleur tournée vers ltaxe de chariotage, et en ce que, gracie à des barres de chariotage, l'une des poupées (12) et les points d'appui (15) sont entradnables - ces derniers cependant à vitesses moindres - dans des guidages longitudinaux du tour, entre des butées de fin de course (13,14). 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chacun desdits points d'appui (15) présente au moins deux rouleaux d'appui entratnés en fonction de la vitesse périphérique du tronçon de tube (30). 6 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chacun desdits points d'appui (15) présente un mandrin à serrage par collier entraîné à la vitesse de rotation du tronçon de tube (Fig. 4).