Brevet FR2236795A1 — publié le 19750207

La présente invention concerne un procédé de découpage d'un écroulement de verre fondu ayant une faible viscosité,afin d'obtenir une ébauche ayant pas de stries ou de bandes. Pour la transformation de ve?e optique en une lentille, l'écoulement descendant de verre fondu d'un tuyau d'écoulement est tranché habituellement par une lame de cisaille et l'ébauche ainsi découpée est conformée à la presse avant refroidissement et solidification, de méme manière que dans la conformation des ustensiles en verre. Ce procédé convient dans la formation des verres de type classique,ayant une faible température de liquidus, sans apparition de la dévitrification, même à l'état de faible viscosité, et pouvant être cisaillés, mais ne convient pas aux verres de nouveau type ayant une température élevée de liquidus, ces verres devant etre cisaillés dans un état de très faible viscosité. C'est-à-dire qu'un verre courant peut titre mis en écoulement descendant, sous une viscosité supérieure à plusieurs centaines de poises, alors-queles verres de nouveau type doivent ltetre sous une viscosité inférieure à plusieurs dizaines de poises. Ces verres, à l'état fondu de faible viscosité, sont divises en fines gouttelettes lorsqu'ils sont soumis au cisaillage habituel à l'aide d'une lame,et et du verre fondu s'agglomère sur la lame de cisaille par suite de son écoulement trop rapide. De plus, le verre fondu accumule sur la lame de cisaille est divisé par l'ouverture de celle-ci et ne peut couler dans la zone centrale du moule. Ce procédé classique de découpage à l'aide d'une lame de cisaille ne convient donc pas au découpage d'un verre de nouveau- type. Un procédé de découpage de ces verres fondus à faible viscosité est décrit dans le brevet des E-tats-Unis d'Amérique n0 3 352 658, selon lequel plusieurs moules,ayant des rebords > sont disposés en série et sont mutés successivement pour couper l'écoulement de verre avancé, par le rebord d'un moule. Bien que ce procédé diffère-des procédés classiques, du fait de l'utilisation d'une lame séparée de cisaillage, le verre fondu en écoulement, des son exposition à l'air est modifié dans la composition de sa surface, par suite de la volatilisation de certains de ses constituants, et la surfacé de verre modifié est repliée dans le noyau fondu de verre, de sorte qu'une ébauche plus grande que le diamètre de la tige en écoulement est produite,entraInant ainsi la formation de stries ou de bandes. Par ailleurs, le verre fondu est divisé en fines gouttelettes pendant le déplacement des moules3 ce qui entraîne d'autres défauts dans le produit. Dans la réalisation d'une ébauche en verre optique, le moule à haute température doit assurer la forme recherchée de l'ébauche et ne doit pas entraîner l'apparition de fissures de surface par sous-refroidissement. Lorsque la température du moule est augmentée,selon le procédé ci-dessus, la partie de bord du moule est surchauffée par le contact -avec le verre fondu coulé du fait de sa capacité calorifique élevée, entraînant ainsi une imprégnation mutuelle entre le verre fondu et le moule, et rendant impossible. le découpage du verre fondu. L'invention a donc pdur objet un procédé perfectionné de découpage et de formage d'une ébauche de verre fondu ayant une faible. viscosité, c'est-à-dire inférieure à 30 poises à la température de l'écoulement, sans qu'apparaissent les défauts énumérés- ci-dessus. Selon ce nouveau procédé, un verre fondu ayant une faible viscosité est mis en écoulement,8 travers un cadre dans un moule, et découpé en une ébauche par une làme disposée dirèctement sous le cadre. Le courant de verre ainsi découpé est retenu sur la lame3 pendant l'échange du moule rempli par un second moule, puis le courant de verre fondu-retenu est libéré, par le retrait de la lame, pour couler dans le second moule. Le cadre ne comportant qu'une seule lame, le verre en écoulement,qui qui est de faible viscosité,ne s'étend pas exagérément au-delà des dimensions voulues. De plus, ce verre fondu étant maintenu temporairement sur la lame,ltéchange de moule peut être effectué pendant I'écouiement, sans déplacement de moule en travers de la surface coulée, vers l'orifice d'écoulement. De ce fait, des ébauches de verre ayant des dimensions différentes peuvent être produites sans apparition de lignes ou de bandes, résultant du pliage de la couche superficielle modifiée, dans le noyau deverre fondu. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféré de mise en oeuvre, et des figures annexées, sur lesquelles - les figures la, à ld sont des coupes longitudinales schématiques d'une machine de découpage de verre fondu, et représentant un conduit de coulée de verre, un cadre, un courant de verre et un dispositif de moules, respectivement dans différentes phases du processus de l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale du cadre et de la lame a dispositif de refroidissement; et - la figure 3 est une vue en plan du dispositif de la figure 2. t On a indiqué sur la figure la, un courant de verre fondu 2 ayant une faible viscosité, venant d'un conduit 1 d'amenée de verre, ot qui est coulé 9 travers un ch ssis annulaire fixe 3,dans un moule 4 situé en dessous de ce ch ssis. Une lame 5 est agencée directement sous le cadre 3 et peut être déplacée latéralement sur la surface de fond du cadre 3. Une quantité voulue de verre fondu étant coulée dans le moule, le courant 2 est cisaillé par l'avancement de la lame 5 (figure lb). Le moule 4,ainsi rempli de l'ébauche 6,est dépl-acé et remplacé par un second moule 4', pendant que le courant de verre fondu est maintenu sur la lame 5 (figure lc). Le découpage de l'ébauche de verre est effectué en tenant compte de la tension superficielle et de la viscosité du courant de verre. La vitesse de découpage de la lame est commandée selon les variations de la tension superficieLle, de la viscosité et de la vitesse d'ecoulement du verre fondu. Dans le but de couper le courant de verre sans replier-la couche superficielle dans le noyau, la viscosité du verre fondu est de préférence inférieure à 30 poises Le cadre 3 est en forme d'anneau ayant un passage intérieur tronconiquey mais peut avoir encore toutes forme et dimension, en fonction de la forme du moule 4. Si le courant de verre et la vitesse de coupe sont faibles, le cadre peut etre en forme d'hémisphère. Afin de déverser verticalement le verre fondu dans le moule sans abaisser la colonne de verre fondu sur la lame, et de couler le courant de verre dans le moule sans perturbation, le cadre est de préférence en forme d'anneau. Lorsque le moule séparé 4' est placé irmnédiateme-nt au-dessous du conduit 1 d'écoulement, la lame 3 est reculée et le courant de verre peut couler dans le moule nouvellement placé. Dans cet exemple, un plongeur 7 est soulevé,de préférence en synchronisme avec le déplacement de la lame 3 (figure ld), pour éviter l'interruption spontanée du courant de verre par le choc de la chute, pour ne pas perturber le courant et éviter la formation de ligne et de bandes. La forme tronconique du pàssage intérieur du cadre annulaire -3 est appropriée à l'écoulement progressif de l'ébauche disposée sur la lame, dans le moule. Tel que décrit ci-dessus > le nouveau procédé assure l-esavantages suivants l) Le découpage du verre à faible viscosité et la formation de-ltebauche sont effectués sans a-coups. 2) Le moule peut être remplacé par un second mou; sans qu'il y ait perturbation du courant de verre fondu, et ce verre fondu peut etre déversé dans la zone centrale de ce moule. 3) De ce fait, une ébauche detverre ayant toutes forme et dimension peut être obtenue sans app-arition de lignes ou de bandes. 4) Par ailleurs, la surface de 1-' ébauche ainsi obtenue est extremement lisse et n'a pas de marque de cisaille, cequi assure ainsi une ébauche de val-eur commerciale élevée. 5) Enfin, le cadre peut être refroidi a l'eau, à l'air ou par un agent de refroidissement analogue, amené par des conduits 9, 9' dans une chemise 8 entourant le cadre 3, et la lame 5 peut également être refroidie par injection d'un agent analogue de refroidissement par un tuyère 10 (figures2 et 3). Ainsi, les imprégnation, adhérence et soudage mutuel entre le verre- fondu, le châssis ou la lame peuvent être évités, de sorte que la machine de découpage peut être utilisée uniformément pendant de longues périodes. Une tige 11 de fixation du cadre 3 et une cornière 12 supportant la lame 5 sont fixées sur un élément 13 de maintien, lequel est relié à un dispositif d'actionnement par une tige 14. Il est évident que des modifications et variantes peuvent être apportées nus dispositifs décrits, sans pour cela du cadre de l1inven- tion. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une ébauche en verre fondu à faible viscosité, ce procédé étant earactérisy en ce qu un écoulement de verre fondu est descendu à travers un cadre pour passer dans un moule, ce courant de verre est coupé par une lame agencée immédiatement sous ce cadre, l'extrémité de tête du courant de verre est retenue sur la lame pendant que le moule rempli est échange pour un moule vide, puis la lame est reculée pour permettre au verre fondu retenu sur la lame de couler dans ce moule vide. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le verre fondu a une viscosité inférieure à 30 poises. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le cadre est de forme annulaire à passage intérieur tronconique. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moule comporte des parois et un plongeur mobile formant fond de moule, et dans lequel ce plongeur est soulevé dans le moule en synchronisme avec le recul de la lame.