Brevet FR2310318A1 — publié le 19761203

La présente invention est relative dans son ensemble aux têtes de soufflage qui introduisent un gaz sous pression dans une ébauche à l'état plastique pour l'amener à sa forme définitive. Plus particulièrement, la présente invention concerne une tête de soufflage pour une machine de façonnage de réceptacles en verre du type "IS", à savoir comportant plusieurs unités indépendantes à cycle complet de fabrication. Plus spécifiquement, la présente invention est relative à une tête de soufflage perfectionnée qui réduit significativement le niveau de bruit du gaz s'échappant hors de l'ébauche au cours de la phase de dilatation de cette dernière. Au cours de la fabrication des objets réalisés en verre ou en quelque autre matière thermoplastique, une ébauche ou paraison à l'état plastique est dilatée dans un moule finisseur au moyen d'un gaz sous pression qui est introduit à travers une tête de soufflage. On utilise plus particulièrement la machine "IS", bien connue des spécialistes, pour la fabrication des réceptacles de verre. Le procédé consiste à dilater ane ébauche ou paraison sous sa forme définitive dans un moule de soufflage finisseur. Au cours dudit procédé, un gaz soumis à une pression élevée est introduit dans la paraison puis évacué, l'échappement étant néces saire pour empêcher toute contre-pression et pour refroidir la paraison. Dans le passé, ce gaz d'échappement engendrait un niveau de bruit important.L'accent étant mis de plus en plus sur l'amélioration de l'environnement de travail dans l'industrie, le bruit est devenu un problème majeur. Bien que dans la technique antérieure des suggestions aient été faites pour apporter une solution à ce problème, ainsi qu'il est décrit par exemple dans le brevet EUA nO 3 137 560, rien de satisfaisant n'a été obtenu jusqu'à présent. Les systèmes d'assourdissement directs entraient une trop forte contre-pression ou sont trop encombrants. Faire passer le gaz d'échappement à travers une matière telle que de la fibre de verre se traduit rapidement par l'en- crassement de cette dernière. Par ailleurs, la laine d'acier s'enflamme aisément sous l'effet de la température élevée du gaz d'échappement.La présente invention porte sur un système d'atténuation du bruit, de conception simple, et compact pour une tête de soufflage, ledit système dirigeant le gaz d'échappement sur un feutre métallique pour déterminer une perte d'énergie et le dirigeant ensuite à travers un trajet sinueux pour son évacuation éventuelle, afin de diminuer encore son énergie. En outre, la surface des ouvertures d'échappement est de préférence dix fois supérieure à la surface des ouvertures d'admission, pour diminuer encore la vitesse du gaz et, par suite, le niveau de bruit de 1' échappement. La présente invention concerne en conséquence une tête de soufflage perfectionnée propre à injecter un gaz sous pression en provenance d'une source appropriée dans une ébauche ou paraison qui est au moins partiellement logée à l'intérieur d'un moule finisseur, afin de souffler ladite paraison pour l'amener à épouser la forme dudit moule finisseur. Le corps principal de la plaque de soufflage comporte un premier passage pour diriger le gaz en provenance d'une source appropriée à l'intérieur de la paraison, ainsi qu'un deuxième passage communiquant avec l'intérieur de la paraison pour en évacuer le gaz après l'introduction de ce dernier dans ladite parai son. Une chambre d'échappement est reliée audit deuxième passage, étant par ailleurs mise en communication avec l'air libre.Des dispositifs d'amortissement de l'énergie acoustique sont disposés dans la chambre d'échappement de telle façon que le gaz issu de la paraison soit obligé de venir les frapper avant de quitter la chambre d'échappement. Le matériau d'amortissement de l'énergie acoustique sert à absorber en partie l'énergie du gaz ressortant de la paraison. La présente invention sera maintenant décrite de façon plus détaillée en référence au dessin ci-annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un mode de réalisation de la présente invention - la figure 2 est une vue en coupe et en élévation du mode de réalisation représenté sur la figure 1, mais à l'état assemblé et tel qu'en place sur un moule de soufflage finisseur, - la figure 3 est une vue en coupe et en élévation d'un deuxième mode de réalisation de la présente invention - la figure 4 est une vue partielle en coupe et en élévation d'un troisième mode de réalisation de la présente invention. En référence tout d'abord à la figure 1, se trouve représenté un mode de réalisation d'une tête de soufflage perfectionnée, laquelle est désignée dans son ensemble par la référence 10, conforme aux principes de l'invention. La tête de soufflage 10 comporte un corps principal 12, lequel est de configuration cylindrique dans son ensemble. La partie supérieure du corps principal 12 est munie d'ergots de blocage du type à batonnette 14 et 15 disposés en opposition. Le milieu ambiant de fonctionnement de la tête de soufflage 10 se trouve décrit dans le brevet EUÂ nO 2,282 848. La tête de soufflage 10 est maintenue en place sur le bras qui la supporte au moyen d'un système de verrouillage à baïonnette qui utilise les ergots de blocage 14 et 15.Une ouverture axiale 16 s'étend entièrement à travers le corps principal 12, dans l'axe central de ce dernier. Une buse de soufflage 18 est insérée dans ladite ouverture axiale 16 lorsque la tête de soufflage 10 est placée dans se position fonctionnelle. La buse de soufflage 10 est raccordée à une source de gaz comprimé, à savoir normalement de l'air comprimé, en vue de son introduction dans une ébauche ou paraison de verre à l'état fondu. Une gorge circulaire 20 relativement profonde est découpée dans le matériau constitutif du corps principal 12. Dans le fond de ladite gorge 20 sont disposées des sorties pour plusieurs ouvertures radiales 22 qui sont ménagées dans ledit corps principal 12.Lesdites ouvertures radiales 22 sont plus clairement représentées sur la figure 2. À l'état assemblé, la gorge circulaire 20 est obturée par un dispositif de recouvrement pouvant etre constitué par deux plaques-couvercles semi-circulaires 24 et 25. Il convient de noter que l'utilise tion d'une gorge circulaire 20 et des plaques-couvercles semicirculaires 24 et 25 est principalement adoptée à des fins de simplification de construction de la tête d'assemblage 10. La fonction d'assourdissement, laquelle sera décrite plus en détail ci après pourrait être également obtenue si les ouvertures 22 étaient disposées de façon linéaire plutôt que de façon circulaire, ainsi qu'il est représenté sur la figure 1. La disposition circulaire a pour avantage un moindre encombrement et une plus grande facilité de fabrication. La plaque-couvercle 24 est percée de part en part de plusieurs ouvertures supérieures 26 et de plusieurs ouvertures inférieures 27. L'autre plaquecouvercle 25 est également pourvue de plusieurs ouvertures supérieures 30 et de plusieurs ouvertures inférieures 31. L'une des c actéristiquès les plus importantes de la présente invention réside dans le rapport entre la surface de section droite totale des ouvertures 26, 27, 30 et 31 et la surface de section droite des ouvertures 22. Ledit rapport entre les ouvertures 26, 27, 30 et 31 et les ouvertures 22 s'établit de préférence entre 5 et 10, et devrait atteindre si possible une valeur d'au moins 10 ou au-delà.La plaque-couvercle 25 est pourvue d'un déflecteur supérieur 32 et d'un déflecteur inférieur 33, chacun desdits déflecteurs 32 et 33 s'étendant dans son ensemble intérieurement dans le sens radial depuis la surface intérieure de ladite plaque-couvercle 25. L'autre plaque-couvercle 24 comporte également un déflecteur supérieur 36 qt un déflecteur inférieur 37, lesquels sont analogues aux déflecteurs 32 et 33. Il convient de remarquer que les déflecteurs 32, 33, 36 et 37 sont positionnés de telle façon que les ouvertures 26, 27, 30 et 31 se trouvent disposés soit au-dessus, soit au-dessous desdits déflecteurs. Ceci assure que n'importe quel gaz émergeant à travers les ouvertures 26, 27, 30 et 31 est contraint de suivre un trajet sinueux tel que délimité par lesdits déflecteurs 32, 33; 36 et 37. Un matériau d'amortissement de l'énergie acoustique 38 est inséré entre les déflecteurs 32 et 33. Ledit matériau d'amortissement 38 est constitué de préférence par un feutre métallique qui a un taux de vide allant de 20 % à 90 % et, de préférence, un taux de vide de 80 %. L'épaisseur du matériau d'amortissement 38 s'établit approximativement à 3 mm. La dimension des pores du matériau d'amortissement de l'énergie acoustique 38 est de l'or- dre de 50 à 500 microns. Parmi les matériaux appropriés à cet effet, on peut citer le EMZ 7 ou le FM-1107 commercialisés par la nHuyck Metals Company, 45, Woodmont Road, Milford, Conn. EUA. Un matériau d'amortissement de l'énergie acoustique 40 est également interposé entre les déflecteurs 36 et 37 de la plaquecouvercle 24, ledit matériau 40 pouvant être identique au matériau d'amortissement 8. Une ouverture 42 est percée de nart en part à travers la plaque-couvercle 25, entre les deux déflecteuns 36 et 37. Une ouverture correspondante 43 est percée à travers la plaque-couvercle 24. Une vis filetée 46 peut être insérée Q travers l'ouverture 43 pour venir se loger dans un trou taraudé 48 qui est ménagé dans le corps principal 12. Ceci permet de fixer rigidement en place la plaque-couvercle 24 sur le corps principal 12.Une vis filetée correspondante 49 peut être insérée à travers l'ouverture 42 de la plaque couvercle 25 pour ve- nir se loger dans un trou taraudé (non représenté) ménagé dans le corps principal 12, en vue de la fixation de ladite plaque couvercle 25 audit corps principal 12. Une lèvre supérieure 50 et une lèvre inférieure 51 (voir figure 2) peuvent être fournies pour asseoir de façon précise les plaques-couvercles 24 et 25 dans une position voulue. La tête d'assemblage 10 est en outre pourvue à sa partie inférieure d'un évidement 52 de dimensions relativement importantes. Ledit évidement 52 est utilisé pour ménager un espace libre au-dessus de la bague d'un réceptacle de verre, ainsi qu'il est plus clairement illustré sur la figure 2.Il convient de noter que l'évid3ment 52 ne institue pas l'élément essentiel de la présente invention, de sorte que si les conditions de fonctionnement impotent que la bague d'un réceptacle à souffler soug sa forme finale doit être entièrement contenue à l'intérieur du moule, on peut se passer dudit évidement 52. En référence à la figure 2, on peut voir qu'une paraison ou ébauche 54 comportant une bague 55 se trouve placée dans un moule finisseur 56. Dans ledit moule finisseur 56, un gaz sous pression, à savoir de préférence de l'air comprimé, est injecté dans la paraison 54 afin de l'amener à se dilater pour épouser la forme du moule finisseur 56. il convient de remarquer que la bague 55 vient s'ajuster à l'intérieur de l'évidement 52 ménagé dans le corps principal 12 de la tete de soufflage, étant donné que ladite bague 55 se prolonge au-dessus du moule finisseur 56. Le gaz sous pression est introduit à travers la buse de soufflage 18, laquelle se trouve insérée dans l'ouverture axiale 16, de façon classique et bien connue en soi.Le gaz pénètre ensuite à l'intérieur de la paraison 54, soufflant cette dernière à la forme de la cavité intérieure du moule finisseur 56. Bien entendu, le gaz présent à l'intérieur du moule finisseur doit être évacué, afin de prévenir toute accumulation d'une contre-pression, de sorte que l'ouverture axiale 16 est pourvue à sa partie inférieure qui est adjacente à la paraison 54 d'un suralésage 58 d'un diamètre légèrement élargi. Le gaz ressortant de la buse de soufflage 18 monte ensuite de façon coaxiale le long de ladite buse de soufflage 18 à l'intérieur du suralésage 58, jusqu'à ce qu'il atteigne les ouvertures 22. Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, les ouvertures 22 sont des ouvertures radiales qui communiquent avec le suralésage 58.Le gaz émerge ensuite hors des ouvertures radiales 22 et vient directement heurter les matériaux d'amortissement de l'énergie acoustique 38 et 40. Ce heurt sur les matériaux d'amortissement 38 et 40 amène le gaz à perdre une grande partie de son énergie de vitesse, assurant une diminution significative de la vitesse de l'écoulement de gaz. Le gaz doit ensuite suivre un trajet sinueux autour des déflecteurs 32, 33, 36 et 37, en vue de ressortir éventuellement à travers les ouvertures 26, 27, 30 et 31. Il convient de remarquer que lorsque-les plaques-couvercles 24 et 25 sont en position au-dessus de la gorge circulaire 20, une chambre d'échappement se trouve ainsi délimitée. De façon très générale, on peut considérer que le suralésage 58 et les ouvertures radiales 22 forment un deuxième passage à l'intérieur du corps principal 12 en vue d'évacuer le gaz hors de la paraison 54 et de le faire passer à l'intérieur de la chambre d'échappement. C'est ainsi que les ouvertures radiales 22 servent de dispositif d'admission pour la chambre d'échappement.L'amortissement primaire du son se produit du fait de la vitesse élevée de l'air venant frapper les matériaux d'amortissement 38 et 40, lesquels sont sélectionnés en fonction d'une atténuation maximale du bruit dans la gamme de haute fréquence où le bruit se fait le plus cruellement sentir (on peut consulter à cet effet l'article intitulé "La production du bruit par les appareils aérodynamiques" par N. Curle, dans le "Journal of the Royal Aeronautical society" Novembre 1961. Ceci, en combinaison avec l'effet de résonateur Helmholtz créé par l'ensemble de la chambre d'échappement, détermine la diminution principale du niveau de bruit. Les ouvertures 26, 27, 30 et 31 assurent que se trouve maintenue la diminution du niveau de bruit, servant par ailleurs de dispositif de sortie pour la chambre d'échappement. Etant donné que les ouvertures précitées ont une surface de section droite beaucoup plus grande que celle des ouvertures 22, l'air s'échappe à l'atmosphère à une vitesse relativement faible, empêchant de la sorte la production de bruit par suite de la vitesse du flux d'air. Le résultat pratique de ce mode d'agencement est que le bruit du gaz s'échappant hors de la paraison se trouve substantiellement réduit. Dans les conditions effectives d'essai, on relève un niveau de bruit de 97 à 100 db avec une tête de soufflage du type classique. Par contre, avec la tête de soufflage 10 perfectionnée de la présente invention, le niveau de bruit est réduit à 89 db, ceci étant le niveau de bruit du fond. En conséquence, il est fort possible que la tête de soufflage perfectionnée de l'invention soit susceptible de réduire le niveau total de bruit de façon plus nette encore que ne l'indiquent les mesures, étant donné qu'il s'est avéré impossible de relever avec précision le degré de réduction du bruit, en raison du bruit de fond de l'atelier. Sur la figure 3 se trouve représentée une tête de soufflage 10', quelque peu différente de celle représentée sur la figure 2. La plupart des éléments des figures 2 et 3 sont similaires ou plus précisément identiques et, par conséquent, les références assorties du signe prime sont utilisées sur la figure 3 pour désigner les éléments similaires à ceux de la figure 2. Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 est plus particulièrement utile dans le cas où une paraison 54' doit être soufflée dans un moule finisseur 56' avec une bague 55' plus large que la bague 55 représentée sur la figure 2. En pareil cas, la buse de soufflage 18 n'est pas nécessaire. C'est ainsi que sur la figure 3 l'ouverture axiale 16' proprement dite sert de premier passage pour diriger le gaz depuis la source d'alimentation jusqu'à l'intérieur de la paraison 54'.En outre, il convient de remarquer que le suralésage 58 au voisinage de la partie inférieure de l'ouverture axiale 16 sur la figure 2 est absent sur la -fi- gure 2. L'ouverture axiale 16' s'étend sur toute la longueur du corps principal 12', sans aucune modification de ses dimensions. A l'extrémité inférieure de l'ouverture axiale 16', plusieurs ouvertures 60 s'étendant dans le sens axial sont ouvertes afin de pouvoir communiquer avec l'intérieur de la paraison 54'. Lesdites ouvertures axiales 60 communiquent aussi avec les ouvertures radiales 22', lesquelles dirigent à nouveau les jets de gaz depuis l'intérieur de la paraison 54' vers des matériaux d'amortissement de l'énergie acoustique 40' et 38'. Le matériau d'amortissement 38' est maintenu en position entre les déflecteurs supérieur et inférieur 32' et 33' fixés dans la plaquecouvercle 25'. Le matériau d'amortissement 40 est maintenu en position entre les déflecteurs supérieur et inférieur 36' et 37' fixés dans la plaque-couvercle 24'.Le fonctionnement de la chambre d'échappement et l'effet d'assourdissement sont identiques ici à ceux décrits précédemment en référence à la figure 2, de sorte qu'aucune explication détaillée ne s'impose. il convient également de noter que les multiple s ouvertures axiales 60 et les multiples ouvertures radiales 22' peuvent être considérées comme constituant un deuxième passage qui communique avec l'intérieur de la paraison 54' pour évacuer le gaz hors de la paraison, après l'introduction du gaz à l'intérieur de cette dernière depuis la source d'alimentation de gaz. Sur la figure 4 se trouve illustré un mode de réalisation de l'invention pouvant être utilisé sur les têtes de soufflage actuelles. Il est manifeste que les modes de réalisation décrits précédemment requièrent une certaine modification du corps classique de la tête de soufflage. Sur la figure 4, la gorge circulaire 20 est éliminée. En pareil cas, le gaz en provenance de la paraison peut s'écouler autour d'une buse de soufflage 18' dans un suralésage 58' de diamètre élargi d'une ouverture axiale 16". Le gaz s'écoule ensuite vers l'extérieur dans plusieurs ouvertures radiales 22". Lesdites ouvertures radiales 22" débouchent à l'intérieur d'un corps principal 12". Une chambre d'échappement est délimitée par un élément annulaire creux 62. L'élément annulaire 62 est fixé au corps 12" par tout moyen approprié, par exemple au moyen de vis filetées.L'élément annulaire 62 est pourvu de déflecteurs supérieur et inférieur 36" et 37". Un matériau d'amortissement de l'énergie acoustique 40" est interposé entre les déflecteurs 36" et 37". Le gaz émergeant hors des ouvertures radiales 22" vient heurter le matériau d'amortissement 40", en vue de la réduction de bruit, ainsi qu'il a été explicité précédemment. Après être passé autour des déflecteurs 36" et 37, le gaz peut émerger à l'atmosphère par l'intermédiaire des ouvertures supérieures 26" et des ouvertures inférieures 27" ménagées dans l'élément annulaire 62. Le mode de réalisation représenté sur la figure 4 s'avère aussi efficace sur le plan de l'atténuation du bruit que ceux décrits précédemment, pouvant être utilisé sur les têtes de soufflage actuelles en ne requérant que des modifications minimales de ces dernières il doit atre bien entendu que la description qui précède n' a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S =========================== 1.- Tête de soufflage reliée à une source de gaz sous pression, en vue d'injecter ledit gaz sous pression dans une paraison partiellement logée au moins à l'intérieur d'un moule finisseur pour l'amener à épouser la conformation dudit moule finisseur, caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps principal comprenant un premier passage s'étendant à travers ledit corps pour diriger le gaz depuis la source précitée jusqu'à l'intérieur de ladite paraison, un deuxième passage ménagé dans ledit corps et qui communique avec l'intérieur de ladite paraison pour en évacuer le gaz après son introduction dans ladite paraison à partir de la source précitée, une chambre d'échappement qui est pourvue d'un dispositif d'admission et d'un dispositif de sortie, ledit dispositif d'admission communiquant avec ledit deuxième passage et ledit dispositif de sortie communiquant avec l'air ambiant, ainsi qu'un dispositil d'amortissement de l'énergie acoustique qui est disposé à l'intérieur de ladite chambre d'échappement, à l'opposé dudit dispositif d'admission, en vue d'absorber partiellement l'énergie du gaz en provenance de ladite paraison. 2.- Tête de soufflage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit corps principal est pourvu de plusieurs ouvertures s'étendant dans le sens axial et qui communiquent avec l'intérieur de ladite paraison, ainsi que plusieurs ouvertures s'étendant dans le sens radial et qui communiquent avec les ouvertures axiales précitées ainsi qu'avec ladite chambre d'échappement, afin de délimiter le deuxième passage précité. 3.- Tête de soufflage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit corps principal est pourvu d'une gorge circulaire à sa surface extérieure, comportant en outre un dispositif de recouvrement pour obturer ladite gorge circulaire, ledit dispositif de recouvrement comportant plusieurs ouvertures pour établir une communication entre ladite gorge circulaire et l'air ambiant, la gorge circulaire et le dispositif de recouvrement précités délimitant ladite chambre d'échappement. 4.- Tête de soufflage suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que le rapport entre la surface desdites ouvertures ménagées dans le dispositif de recouvrement et la surface dudit deuxième passage s'établit entre 5 et 10. 5.- Tête de soufflage suivant la revendication 3, caractéri sée par le fait que le rapport entre la surface desdites ouvertures ménagées dans le dispositif de recouvrement de la surface dudit deuxième passage est d'au moins 10. 6.- Tête de soufflage suivant la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte des déflecteurs qui sont fixés à l'intérieur dudit dispositif de recouvrement, lesdits déflecteurs s'étendant radialement vers la gorge circulaire précitée. 7.- Tête de soufflage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite chambre d'échappement comporte un élément annulaire creux qui est fixé à la surface extérieure dudit corps principal, ledit élément annulaire étant pourvu de plusieurs ouvertures communiquant avec l'air ambiant. 8.- Tête de soufflage suivant la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle comporte des déflecteurs fixés à l'intérieur dudit élément annulaire creux, lesdits déflecteurs s'étendant dans le sens radial vers la surface extérieure dudit corps principal. 9.- Tête de soufflage suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que le rapport entre la surface des ouvertures ménagées dans ledit élément annulaire creux et la surface dudit deuxième passage s'établit entre 5 et 10. 10.- Tête de soufflage suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que le rapport entre la surface des ouvertures ménagées dans ledit élément annulaire creux et la surface dudit deuxième passage est d'au moins 10. 11.- Tête de soufflage suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit dispositif d'amortissement de l'éner- gie acoustique est constitué par un feutre métallique ayant un taux de vide de l'ordre de 20 % à 90 %. 12.- Tête de soufflage suivant la revendication 11, caractérisée par le fait que ledit feutre métallique a un taux de vide s'établissant à 80 %. 1 Tête de soufflage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le dit corps principal est pourvu d'une ouverture axiale centrale s'étendant de part en part afin de délimiter ledit premier passage, et par le fait qu'elle comporte une buse de soufflage annulaire qui est insérée dans ladite ouverture axiale, ladite buse étant reliée par 1 'une de ses extrémités à ladite source de gaz, cependant que son autre extré mité est mise en communication avec l'intérieur de la paraison précitée. 14.- Tête de soufflage suivant la revendication 13, caractérisée par le fait que ladite ouverture axiale ménagée dans le corps principal est suralésée, de manière à avoir un diamètre supérieur à la partie adjacente à l'extrémité de ladite buse de soufflage qui est mise en communication avec la paraison, et par le fait que ledit corps principal est pourvu de plusieurs ouvertures radiales commaniquant avec ladite partie suralésée de l'ouverture axiale et de la chambre d'échappement précitées, afin de délimiter le deuxième passage précité. 15.- Procéda itatténuation du bruit engendré par l'échappe ment du gaz sous pression hors d'une paraison à l'état plastique qui est soufflée pour l'amener à épouser la configuration d'un moule finisseur, caractérisé par le fait qu'on dirige le gaz d'échappement en provenance de la paraison à travers plusieurs ouvertures, qu'on affaiblit l'énergie dudit gaz d'échappement en provenance de la paraison en le dirigeant sur un matériau d'amortissement de l'énergie acoustique, qu'on force ledit gaz d'échappement à suivre un trajet de déplacement sinueux pour en réduire encore l'énergie, et qu'on laisse échapper ledit gaz à l'atmosphère.