Brevet FR2254530A1 — publié le 19750711

L'invention concerne un dispositif permettant de refroidir brutalement des feuilles de verre à l'aide de jets d'air dans le but d'obtenir leur trempe thermique, et consistant enSdeux caissons disposés vis à vis, sur les faces frontales desquels un nombre elevé de petits tubes de soufflage font saillie. Ce genre de caissons, équipés de tubes de soufflage dont la longueur est relativement importante par rapport au diamètre, ont l'avantage de permettre à l'air qui s'est échauffé au contact de la feuille de verre portée à haute température de s'échapper entre les tubes dans toutes les directiong revena;n2 d'abord parallèlement aux tubes puis s'écoulant perpendiculairement à ces derniers le long de la face frontale du caisson. Le passage offert à 11 échappement de l'air dépend du diamètre extérieur des divers tubes, de leur longueur, de leur position et de l'écartement qui les sépare les uns des autres. Plues faible est la section d'échappement et plus épaisses les feuilles à tremper, plus est importante la résistance à l'écou- lement de l'air qui s'échappe ; les pertes de charge qui se produisent alors élèvent la pression statique de l'air dans certaines régions ce qui nuit à la trempe du vitrage. Des difficultés particulières apparaissent lorsqu'il faut tremper des feuilles de verre bombées, à simple ou à double courbure, ce qui est le cas général pour la fabrication des vitrages de sécurité d'automobile constitués d'une feuille unique. En raison de la forme de la feuille de verre et de la variation de la longueur des tubes, les proportions de l'écoulement ne sont pas nndfozmes,ce qui crée des conditions d'écoulement peu satisfaisantes et provoque dans certaines régions une trempe irrégulière ou mauvaise. L'invention a donc pour objet un caisson dn type indiqué, qui permette de corriger les proportions des écoulements de soufflage et d'évacuation de l'air sans qu'il soit nécessaire de modifier la construction du caisson lui-mAme ; en outre, ce caisson pourra aussi s'adapter à des formes diverses de vitrages. Le caisson conforme à l'invention présente une face frontale plane porteuse de tubes de. soufflage coulissants disposes perpendiculairement à cette face, et qui peuvent etre immobilisés dans la position désirée à l'aide d'organes de blocage auxiliaires ; de cette manière, chaque tube ou groupe de tubes de soufflage peut être avancé ou au contraire reculé pas rapport à la position moyenne de 1' ensemble des tubes de sorte que lton peut modifier localement les sections d'écoulement c'est-a-dire l'intensité du refroidissement dans le but de les adapter aux besoins ; es outre, les caissons de l'invention peuvent dans une large mesure s'adapter à des formes de vitrages diverses de sorte que leur utilisation devient universelle. Suivant une première mise en oeuvre, les tubes de soufflage réglables sont disposés dans des canons filetés faisant saillie sur la face frontale et des écrous permettent de les bloquer dans ces canons ; de façon avantageuse les canons sont munis d'une fente axiale dans la partie située en avant de la face frontale et coopèrent avec les écrous par une portée conique de serrage. Suivant une variante particulièrement avantageuse, les organes de blocage des tubes sont constitués d'une ou plusieurs plaques à tirette parallèles àla plaque frontale du caisson, percées d'orifices correspondant au passage des tubes réglables et coulissant dans leur propre plan, le long de ia face frontale, de sorte qu'il est possible de les décaler par rapport au centre ce qui les amène à porter à la fois sur tous les tubes de façon à bloquer ceux-ci dans la position voulue. Le décalage de ces tirettes peut être cammandé par exemple à l'aide de vis ou plus simplement encore à l'aide d'excentriques d'axes perpen diculaires à la plaque frontale ; un tel système permet de bloquer ou au contraire de libérer d'un seul coup tous les tubes à l'aide d'une seule poignée, ce qui apporte une grande simplification. En raison des tolérances qu'il est nécessaire d'admettre sur les diamètres des tubes et sur leurs positions il est difficile d'agir sur tous en meme temps avec la même force-; pour vaincre cette difficulté un perfectionnement de l'invention prévoit de monter les plaques avec Jeu et de façon élastique sur les tubes de soufflage ; on y parvient par exemple en donnant aux orifices pratiqués dans la tirette is diamètres supérieurs aux diamètres externes des tubes et en y plaçant des anneaux élastiques, par exemple en caoutchouc. Une autre possibilité particulièrement avantageuse consiste à munirdbnorgane eSastiquela portée des tirettes sur chacun des tubes, et plus spécialement à rendre cette portée élastique à l'aide d'une incision. On peut encore influer sur les proportions du courant d'écoulement à l'in térieur du caisson de soufflage, conformément à l'objet de l'invention, en pla çant sur le bord, le long de la zone de soufflage, à l'extérieur ou quelque peu à l'intérieur par rapport à la rangée externe de tubes, des parois disposées campe eux perpendiculairement à la face frontale. De telles parois peuvent ne pas longer toute la périphérie du caisson et, par exemple, lorsque le dispositif travaille verticalement,n' tre disposées que dans la région supé rieure de l'un ou des deux caissons : elles freinent ainsi l'écoulement lié à l'ascension de l'air chaud. Il est avantageux de constituer ces parois de deux tales placées côte à côte de sorte qu'il est possible de régler progressivement leur recouvrement et par conséquent la hauteur active de la paroi. tne autre amélioration de l'écoulement le long des caissons peut être obtenue en divisant la botte à vent par des parois intermédiaires perpendi culaires à leurs faces frontales, pour constituer une région centrale entou rée de chambres séparées les unes des autres, et en réglant de manière indépendante la pression de l'air dans chacune des chambres. Dens le cas de feuilles de verre minces il s'est avéré qu'il pouvait être utile de prévoir jusqu'à six chambres de ce genre. Les caissons conformes à l'invention peuvent être utilisés aussi bien pour tremper des feuilles de verre suspendues en position verticale que des feuilles de verre trempées horizontalement mais ils sont particulièrement adaptés aux installations dans lesquelles on trempe en position verticale des feuilles de verre bombées. l'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée de divers exemples avantageux ainsi que des dessins et des revendications. Ces dessins montrent - Fig. 1 : une coupe schnntique du caisson conforme à l'invention, - fig. 2 un mode d'exécution pratique d'un dispositif d'immobilisation des tubes coulissants, - fig. 3 à s : différente types d'organes de blocage agissant sur plusieurs tubes à la fois, - fig. 6 : un dispositif conforme à l'invention, muni de caissons b paroi latérale, - fig. 7 : une coupe d'un caisson divisé en plusieurs chambres indépendan tes, et fig. 8 : nne coupe suivant la ligne VIII-VIII de la fig. 7. La figure 1 montre le principe de construction d'un dispositif de trempe de feuilles de verre comprenant des caissons de soufflage munis de tubes en saillie. La feuille de verre I est suspendue à des pinces qui ne sont pas représentées. Les deux caissons 2 et 3 sont de construction identique. ns sont constitués respectivement de bottes-a-vent 4 et 5 fermées par des plaques frontales 6 et 7. Des tubes de soufflage coulissants 8 et 9 sont montés perpendiculairement sur ces plaques frontaleseet bloqués dans des positions diverses. Les caissons sont reliés par les conduits 10 et 11 à une soufflante appropriée. Les tubes de soufflage sont disposée en quinconce et la distance qui les sépare est de l'ordre de 25 à 35 mi. Pour la trempe de verre très mince, d'une épaisseur de 3 à 3,5 mm, leur diamètre intérieur est compris entre 5 et 7 mm. Pour une épaisseur de verre de 4,5 à 5 mi, ce diamètre peut monter jusqu'à 14 mi. La longneur totale des tubes doit atteindre au minium 170 mi. Corne le montre la figure 2, les tubes de soufflage 12 peuvent titre manis d'une coiffe métallique 13 pourvue d'un orifice de diamètre D, ce qui permet de réduire le diamètre de la section de soufflage à des valeurs comprisses entre 3,5 et 7 mi lorsque le diamètre interne des tubes dépasse 7 mm. n s'est avéré que 1 on obtenait de meilleures conditions de trempe et une bonne qualité optique de la feuille de verre lorsque le rapport de la distance A séparant les orifices de soufflage de la surface de la feuille au diamètre D des ouvertures était compris entre 2,5 et 7 environ, la valeur A/D n 2,5 convenant pour un verre très mince, d'une épaisseur de l'ordré de 3 mm et la valeur Â/D = 7 pour une feuille de verre d'une épaisseur voisine de 5 mm. Les tubes de soufflage sont constitués de tubes d'acier de précision ayant des faces externes et internes polies ; leur épaisseur de paroi doit ne pas dépasser 1 et de préférence entre inférieure à 0,8 mm. Plus les feuilles de verre à tremper sont grandes, plus les difficultés que crée l'évacuation de l'air chaud sont importantes. il se produit alors généralement, au centre, une piage de haute pression statique, du fait que les sections de passage disponibles ne sont pas suffisantes sur les boras, car elles devraient y être plus importantes puisque la quantité d'air qui s'écoule augmente de l'intérieur à l'extérieur. Il peut meme éventuellement se produire des tourbillons et ceux-ci ne sont pas prévisibles. Pour un vitrage de forme donnée et si les longueurs de tubes sont déterminées, les sections de passage sur les bords sont immuables et en particulier lorsqu'on a affaire à des feuilles de verre de grande dimension, il se forme au centre de la zone de soufflage des plages en surpression plus ou moins importantes qui dépendent des dimensions de la feuille et qui diminuent le degré de trempe là ou elles apparaissent. On peut éviter cette diminution en faisant coulisser les tubes de cette région pour diminuer la distance Â qui les epare des feuilles de verre, ce qui augmente l'effet de refroidissement créé par les jets d'air. Comme les plages ou la trempe est défectueuse ne sont pas connues à priori etne se décèlent qu'après coup, de façon empirique, la solution proposée par l'invention a pour avantage de permettre d'ajuster le refroidissement cas par cas, en fonction des résultats observés, et ceci avec un minimum de difficultés. La figure 1 montre I'exemple dlun cas dans lequel une zone morte existait dans la région centrale de la feuille ; - pour pallier cet inconvénient, les tubes correspondant à cette région ont été rapprochés du vitrage. Ine autre grande utilité du mode de fixation des tubes conforme à 1' inve tion estde permettre d'utiliser les caissons d'une façon interchangeable pour des feuilles de verre bombées, car il devient possible de les adapter à la plupart des formes rencontrées couramment à l'heure actuelle dans l'industrie automobile, par un coulissement axial des tubes, grâce à la longueur relativement importante de ces derniers. Enfin, il est possible, à l'aide du nouveau dispositif, d'obtenir des répartitions de trempe déterminées et par exemple de fabriquer des feuilles présentant d'une région à l'autre une trempe différente. Dans ce cas encore il y a lieu de reculer d'une certaine quantité les seuls tubes qui correspondent aux régions à tremper faiblement. Un mode de fixation possible des tubes est représenté par la figure 2. Sur la plaque frontale 14, qui est constituée par exemple d'un alliage d'aluminium, sont percés à des distances déterminées, de 25 à 35 mm, des trous taraudés 15 dans lesquels sont placés des canons 16, munis d'une fente 17, d'une portée conique et d'un filetage extérieur sur la partie qui dépasse à l'avant de la plaque frontale 14. L'alésage intérieur des canons t6 correspond au diamètre externe des tubes de soufflage 12 qui sont introduits à l'intérieur puis immobilisés par serrage des écrous 18 sur la portée conique des canons 16. Sur les figures 3 à 5, sont représentés deux modes d'excution concernant un dispositif de fixation d'un emploi plus facile puisqu'vil permet d'obtenir à la fois le blocage ou le déblocage de tous les tubes, Dans la version de la figure 3 le dispositif comprend une plaque porteuse 20 et une tirette 21 perforées de manière que leurs trous sont disposés en regard les uns des autres en fonction de la répartition à donner aux tubes de soufflage 22. Les trous de la tirette 21 ont un diamètre supérieur à ceux de la plaque porteuse 20 et sont munis d'anneaux 23, constitués d'une matière élastique comme un caoutchouc de silicone ; pour augmenter leur rigidité, ces anneaux peuvent être armés à l'aide d'une bague d'acier 24 qui entoure les tubes de soufflage 22. Ehe translation de la tirette 21 en direction de la flèche F permet de bloquer les tubes en désaxant les trous ; elle s'obtient au moyen de la vis 25 qui porte d'une part sur un palier 26 solidaire de la plaque porteuse 20 et d'autre part sur le bord de la tirette 21. Le figure 4 montre en coupe une version dans laquelle la plaque porteuse 28 porte deux tirettes symétriques 29 et 30 ; une telle disposition à deux tirettes permet d'obtenir un blocage très uniforme des tubes de soufflage et évite d'exercer un effort oblique qui serait susceptible de les masquer. Iwans la forme de la réalisation représentée, la plaque porteuse 28 est constituée d'une plaque d'aluminium d'une dizaine de millimètres d'épaisseur, tandis que les tirettes 29 et 30 sont des tôles d'acier de 3 à 4 mm. La plaque porteuse 28 est mnpie de trous de diamètre supérieur u diamètre extérieur des tubes de soufflage 31, garnies de bagues élastiques 32 qui portent les tubes de soufflage 31. Les tirettes 29 et 30 sont places de part et d'autre de la plaque porteuse 28. Leurs orifices se font face et leur diamètre externe correspond à celui des tubes de soufflage 31. Comme le montre plus particulièrement la figure 5, on peut employer des tirettes perfectionnées par addition d'une portée élastique du côté qui porte sur les tubes de soufflage. Dans ce but, on effectue au bord de chaque orifice, sur le côté où s'exerce la pression, deux fentes parallèles 33 et l'on coupe dans le milieu la languette qui subsiste. On forme ainsi deux lames élastiques 34 et ce sont elles qui sont destinées à porter sur le tube 31. Le dispositif élastique 33/34 peut avantageusement être obtenu par estampage.On peut d'ailleurs lui donner des formes entièrement différentes pourvu que les parties des tirettes qui viennent porter sur les tubes possèdent ltélasticité voulue. Pour faire coulisser les deux tirettes 29 et -30 en direction de la flèche F, on a prévu un excentrique 35 qui agit sur elles deux et permet de bloquer tous les tubes en même temps d'une seule main, de façon très simple. Le dispositif représenté dans 1a figure 6 et qui se compose de deux caissons 36 et 37 se caractérise en ce que des parois latérales 38/39 sont disposées horizontalement au-dessus des tubes de soufflage le long du bord de la face frontale des caissons . Ces parois couvrent la totalité de la largeur ou, le cas échéant, une partie seulement de celle-ci. Elles sont avantageusement constituées de deux tôles qui se recouvrent et qu'il est possible de faire glisser progressivement l'une contre l'autre de sorte que la hauteur de freinage efficace peut être réglée en fonction des besoins.Ces parois permettant d'améliorer la correction des conditions d'écoulement à l'intérieur du caisson en freinant l'ais qui s'échappe vers le haut de façon à augmenter ou diminuer la pression statique régnant entre la feuille de verre et le caisson, ce qui est particulièrement avantageux quand on traite des feuilles bombées du côté de la face concave de la feuille, les sections de passage sur les bords sont alors supérieures à celles qu'on observe du coté de la face convexe de sorte que, sur cette dernière la résistance à 11 écoulement est supérieure ; il existe donc de son côté une pression statique plus élevée qui tend à déporter la feuille de verre.On peut s'opposer à cet inconvénient en plaçant une paroi de freinage sur le caisson correspondant, ctest-à-dire le caisson concave, de façon à rétablir l'équilibre des pressions en freinant l'écoulement de son côté. Dans la version représentée sur les figures 7 et 8, sont montrés des caissons 41 divisés en outre, intérieurement, en cinq chambres distinctes 42 alimentées par une même boSte-à-vent 43, ce qui permet de régler séparément l'arrivée d'air dans les zones correspondantes. Cette solution est elle aussi intéressante dans le cas de vitrages bombés, quand des conditions d'écoulement non-homogònes conduisent à-un freinage irrégulier de flair qui s'échappe et engendrent par conséquent des zones mortes, car elle permet de compenser cet effet. Les diverses chambres sont séparées, perpendiculairement à la face frontale, par des parois 44/45/46/47 et alimentées sur toute la largeur du caisson à travers une paroi intermédiaire perforée 48 parallèle à la face frontale. Ier- rière cette paroi intermédiaire 48, on a placé en regard de chaque chambre une plaque coulissante, soit 49/50/51/52, porteuse de perforations qui correspondent à celles de la paroi 48. La plaque 49 est commandée par une vis 53 à l'aide d'un volant 54 et les plaques 50/51/52 peuvent elles-mêmes être déplacées progressivement à l'aide de volants 55/56/57 ce qui permet de régler séparément la section de passage de ltair et par conséquent la pression dans chaque chambre. Les caissons de soufflage qui viennent d'être décrits se prêtentimieux que les caissons de type classique au traitement de feuilles de verre de formes et d'épaisseurs différentes et ils s'adaptent sans mal à toutes les fabrications actuellement existantes. Chacun permet ainsi de remplacer un grand nombre de caissons divers et , grecs à ses possibilités de réglage, d'améliorer en outre les conditions d'écoulement ce qui lui confère une meilleure efficacité. La trempe des feuilles de verre bombées et d'épaisseur relativement mince, qui donnait lieu àusqu'iei à de grandes difficultés, s'en trouve donc facilitée. REVECDICATIONS 1. Dispositif destiné au refroidissement brutal de feuilles de verre à l'aide de Jets d'air dans le but d'obtenir leur trempe thermique et consistant en deux caissons disposes vis-à-vis, sur les faces frontales desquels un nombre élevé de petits tubes de soufflage font saillie, caractérisé par le fait que cette face frontale est plane et que les tubes de soufflage, montés perpendiculairement à elle, sont coulissants et peuvent être immobilisés dans la position désirée à l'aide d'organes de blocage auxiliaires, 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes de soufflage (12) sont montés dans des canons filetés (16) et bloqués dans ces canons par des écrous (18). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canons (16) sont munis d'une fente axiale (17) dans la partie située en avant de la - face frontale (14) et coopèrent avec les écrous par une portée de serrage conique. 4. Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que les organes de blocage sont constitués de plaques à tirette (21) parallèles à la plaque frontale (20) du caisson, percées d'orifices correspondant au passage des tubes et coulissant dans leur propre plan, un décalage de ces tirettes les amenant à porter à la fois sur tous les tubes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par un excentrique (35) monté sur la plaque frontale (28) et commandant le décalage des tirettes(29-30). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et j caractérisé en ce que l'une des plaques au moins (21-28-29-30) est montée élastiquement sur les tubes de soufflage (22-31). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite plaque est pourvue de trous dans lesquels sont montés des anneaux élastiques (23), par exemple en caoutchouc de silicone. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite plaque est pourvue de trous dont le diamètre correspond au diamètre externe des tubes de soufflage (31) et que la partie destinée à porter sur les tubes est rendue élastique à l'aide d'une incisif (33). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes ont une longueur supérieure à 170 mm, un diamètre interne minimal de 5 mm et maximal de 14 mm, une épaisseur de paroi maximale de t mm et un écartement compris entre 25 et 35 mm. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes sont des tubes de précision à surfaces interne et externe polies. 11. Dispositif-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'exitédes tubes est munie d'une coiffe métallique (13) pourvue d'un orifice de diamètre inférieur à leur diamètre interne. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, utilisé verticalement et caractérisé en ce que les parois de freinage (38-39) sont placées le long de la zone de soufflage, horizontalement, à sa partie supérieure. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites parois sont constituées de deux tôles placées cSte à c8te dont il est possible de régler progressivement le recouwrement et par conséquent la hauteur active. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boSte-à-vent (42-43) est divisée par des parois intermédiaires créant une chambre centrale entourée de chambres distinctes (44 à 48), dans lesquelles la pression de l'air est réglée de manière indépendante. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les organes de réglage de la pression de l'air sont constitués d'une plaque perforée (48) porteuse de plaques coulissantes (49 à 52) munies de perforations correspondant aux siennes.