Brevet FR2519333A1 — publié le 19830708

La présente invention se rapporte aux installations et procédées de fabrication, notamment par tronçonnage, avec chauffage jusqu'à ramollissement et refroidissement brusque ou par étirage avec chauffage préalable, d'articles,en verre ou en matière plastique, de révolution, tels que des tubes à fond rond, des tubes à fond plat, des pipettes dites Pasteur, des pi pèttes pour la sérologie et autres articles similaires ou complementaires de verrerie, à partir de cannes tubulaires de verre ou de matière plastique.D'une manière générale, l'invention s'applique à la fabrication d'articles tubulaires par chauffage et par refroidissement d'endroits déterminés de cannes tubulaires en matières présentant une plage de températures de ramollissement lorsqu'elles sont chauffées, afin d'y provoquer des déformations ou des séparations localisées en y exerçant, le cas échéant, certaines contraintes mécaniques. La fabrication de tubes de verre s'effectue en coupant une canne en plusieurs tronçons, en brûlant les bords libres des tronçons ainsi obtenus et en subdivisant chaque tronçon en deux par le milieu pour en obtenir deux tubes. On peut effectuer en outre un rebrûlage à l'endroit de la subdivision. La subdivision s'obtient en chauffant cet endroit pour le ramollir et en l'étirant pour l'amincir jusqu'd rupture. La coupe de la canne peut s'effectuer, éventuellement après une rayure préalable, par un choc thermique impliquant successivement un chauffage et un refroidissement brusque. Toutes ces opérations exigent une rotation de la canne et du tube sur eux-mêmes, afin de chauffer l'endroit choisi de manière uniforme, une application de fotces latérales tendant à étirer le tube ou à le mettre exactement en position en regard d'un brûleur ou d'une molette de refroidissement, et un avancement des tubes ou des cannes de manière à obtenir une fabrication continue et les cadences élevées que nécessite la production de masse de tels articles. Ce mouvement à trois composantes est d'autant plus difficile à obtenir que le mouvement latéral du tube doit être obtenu positivement, parce que les dilatations dus au ramollissement par chauffage ne sont pas des phénomènes que l'on peut maîtriser parfaitement dans le temps.On ne peut pas, même s'il s'agit de mettre un tube en position latéralement, l'y mettre initialement et ne plus le soumettre à une force tendant à l'y maintenir, sous peine de le voir changer de position au cours du ramollissement localisé qu'il subit. Actuellement, le façonnage sur des chaines automatiques d'articles en verre, tels que décrits cidessus, est réalisé selon trois techniques - la première machine dite à pas de pélerin déplace les cannes de'verrue pas à pas sur un système d'entraînement par came, la canne de verre étant immo biliée à un certain emplacement pendant un certain temps. Pendant ce temps, des brûleurs chauffent la matière afin de lui donner une viscosité propre au façonnage que l'on désire obtenir. Ce premier type de machine présente l'inconvénient majeur d'un temps de passage très lent d'une cadence de production extrêmement faible, de l'ordre de 1.000 à 1.500 produits finis à l'heure.Les difficultés de translation latérale sur ce type de machine sont extrêmement grandes, étant donné que le chariot dit pas de pélerin n'est pas extensible en largeur. L'étirage d'un tube de verre nécessite donc sur ce type de machine une rupture du banc de convoyage et la mise en oeuvre d'un système de vérins ou de tirettes permettant l'allongement du champ de travail sur le plan transversal. - le second type de machine dite à chaînes se compose d'un convoyeur réalisé par un système de chaînes munies d'ergots, les tubes étant disposés transversalement entre ces ergots. Les inconvénients majeurs de ce système, étant donné l'élévation de température due à la chauffe des brdleurs, tiennent a) à l'allongement des chaînes qui nécessitent des réglages fréquents b) à l'impossibilité d'effectuer un mouvement transversal sans avoir recours à une extension transversale du banc. Les ergots sur les chaînes étant placés en fonction des standards des maillons, la position du tube entre les ergots est imprécise et provoque des déréglages fréquents. On retrouve le même problème que pour la machine précédente, à savoir rupture du banc, mise en place des systèmes de tirettes ou de vérins afin d'effectuer un étirage. La cadence des machines sur chaînes se situe aux environs de 3.500 pièces/heure. - le troisième type de machine fait appel à un système de tambours, les tubes de verre étant disposés sur la demicirconférence supérieure du tambour, ce dernier servant de convoyeur. Sur ce convoyeur, on peut effectuer différentes opérations de chauffe. Les étirages ainsi que les opérations diverses sont réali sés sur des tambours spécifiques, ce qui conduit à la réalisation d'une machine extrêmement onéreuse et de dimension très importante, la cadence étant définie par la capacité de stockage des tubes sur ce tambour d'une part, d'autre part par la vitesse de rotation de ce dernier qsi définit une vitesse linéaire de travail. Cette machine effectuant plusieurs étirages doit avoir autant de tambours que d'opérations. La cadence, supérieure aux deux autres types de machines, est de l'ordre de 4.500 à 8.000 tubes/heure. Le mouvement trans versal est assuré par un tambour spécialisé muni d'un vérin par poste d'étirage. Toutes ces installations sont compliquées et conteuses, prennent beaucoup de place et ont des cadences médiocres. En outre, ces installations de fabrication de tubes ne peuvent pas être transformées en installations de fabrication de pipettes ou inversement. L'invention vise une installation simple dans sa constitution, dans son montage et dans ses réglages avec guidage positif, qui assure une production en continu à des cadences bien plus élevées que celles obtenues jusqu'ici et qui est transformable sans difficulté. L'invention a donc pour objet une installation de fabrication de tubes en verre, en matières plastiques ou autres matières présentant une plage de températures de ramollissement lorsqu'elles sont chauffées, comprenant un brûleur et un transporteur transportant les tubes de manière à ce qu'une partie de chaque tube passe au-dessus du brtleur, caractérisée en ce que le transporteur comprend un couple de vis hélicoidales d'axes parallèles, dont les portions qui sont côte à côte ont des pas de même valeur, à moindre distance l'une de l'autre que la longueur des tubes et entratnées en synchronisme. Les deux vis assurent l'avancement des tubes et leur rotation sur eux-mêmes. Lorsqu'elles ont toutes deux un pas de même sens, par exemple un pas à droite, elles donnent aussi aux tubes un mouvement latéral à droite que l'on peut limiter par une surface de butée pour les extrémités libres des tubes s'étendant à droite de la vis de droite. Les extrémités droites des tubes sont ainsi maintenues positivement contre la surface de butée pendant que les tubes avancent. L'indexation est excellente et corrige automatiquement les différences de dilatation dues au chauffage. Suivant une variante, les deux vis ont des pas de sens opposé et il est prévu deux surfaces de butée pour les extrémités des tubes, respectivement de part et d'autre de l'ensemble des deux vis. En appuyant les tubes plus fortement sur l'une des vis que sur l'autre, on la rend prépondérante pour le mou vementlatéral des tubes et l'on peut ainsi indexer à volonté les extrémités droites ou les extrémités gauches des tubes, le cas échéant, successivement les unes puis les autres le long du trajet d'avancement. I1 est avantageux, lorsque l'on procède à un étirage, que les surfaces de butée divergent par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe des tubes. On peut rendre l'action de l'une des vis prépondérante pour le mouvement transversal par une courroie sans fin qui est en contact avec les sommets des tubes et qui s'étend dans une direction faisant un angle avec un plan perpendiculaire à l'axe des tubes ou par deux courroies sans fin, montées de manière à pouvoir venir en contact. avec les sommets des tubes, l'une des courroies étant hors du contact des tubes et l'autre au contact des tubes sur une partie des vis. On peut aussi incliner les bandes dans ce dernier cas de manière qu'elles divergent, de préférence, suivant le même angle de divergence que celui des surfaces de butée. Généralement, les vis ont un pas constant, mais on peut aussi faire varier ce pas de la même manière pour toutes les vis se trouvant côte à côte et portant un même tube. L'invention vise également un procédé permettant de tronçonner une canne, notamment en une matière présentant une plage de températures de ramollissement à chaud, en obtenant à chaque tronçon nage un tronçon coupé et un tronçon maître, caractérisé en ce qu'il consiste, après chaque tronçonnage, à reculer le tronçon maître du tronçon coupé. En procédant ainsi, contrairement à la pratique habituelle d'un tronçonnage qui consiste à avancer chaque fois le tronçon maitre vers le tronçon coupé en repoussant éventuellement ce dernier s'il n'est pas tombé, on réalise un tronçonnage plus fiable et plus précis. On évite que l'extrémité libre du tron çon maître ne se recolle à l'extrémité du tronçon coupé. Les longueurs des tronçons coupés, déterminés à nouveau à chaque tronçonnage, sont plus exactes, parce qu'une erreur de longueur, toujours présente en raison de la difficulté de maîtriser les dilatations dues à l'échauffement, ne se répercute pas sur le tronçon coupé suivant. Une installation de tronçonnage d'objets oblongs de révolution, particulièrement préférée par le travail en continu qu'elle autorise et qui comprend deux postes de tronçonnage associés respectivement à des surfaces de butée, est caractérisée en ce que les postes sont décalés l'un par rapport à l'autre à la fois suivant deux directions perpendiculaires entre elles, les surfaces de butée sont décalées aussi à la fois suivant ces deux directions et dans le même sens que les postes et des moyens déplacent les objets d'un poste à l'autre suivant l'une de ces deux directions dans le même sens que celui du décalage et suivant l'autre direction dans le même sens que celui du décalage pour le tronçon maître et dans le sens opposé pour le tronçon coupé. On multiplie les postes quand on doit tronçonner la canne en davantage de tronçons, deux postes consécutifs répondant aux caractéristiques définies dessus. Cette installation peut comprendre, de préférence, des moyens de déplacement comprenant une vis s'étendant sur toute l'installation et ayant un pas de sens opposé à des couples de vis, lesquels ne s'étendent respectivement que sur une partie de l'installation, en se chevauchant mutuellement. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est une vue en perspective éclatée partielle d'une installlation de fabrication de tubes en verre suivant l'invention La figure 2 est une vue en plan d'une variante La figure 3 est une vue partielle en plan d'une installation de tronçonnage de cannes de verre, placée en amont de l'installation de la figure 1. En se reportant aux figures 1 et 2, l'installation comprend deux fers 1 et 2 latéraux, en H, parallèles à la direction d'avancement des tubes. Sur ces fers 1, 2 sont boulonnées cinq traverses 3, 4, 5, 6, 7 en T, perpendiculaires aux fers 1, 2. La traverse 3 la plus en amont porte deux supports 8 de vis d'une part, et deux supports 9 de vis d'autre part. La traverse 4 suivante porte aussi deux supports 10 d'une part et Il d'autre part, identiques aux supports 8 et 9 et disposés à même distance des fers 1, 2 que ceux-ci.Les traverses 5, 6 et 7 suivantes portent respectivement, outre quatre supports alignés pour deux d'entre eux avec les support s 8 et 10 et pour les deux autres avec les supports 9 et 11, quatre autres supports 12, 13, 14 et 15 alignés respectivement et disposés deux à deux de part et d'autre des supports alignés avec les supports 8 à 11. Sur les supports 8, 10 et sur ceux qui leur sont alignés sont montées deux vis 16, 17 hélicoidales sans fin formant un couple. Les vis 16, 17 ont un pas constant à gauche de même valeur. Sur les supports 9, 11 et sur ceux qui leur sont alignés sont montées deux vis 18, 19 hélicoidales sans fin formant un couple. Les vis 18, 19 ont un pas constant à droite de même valeur que le pas à gauche des vis 16, 17. Sur les supports 12 à 15 sont montés des couples de vis 20, 21 d'une part et 22, 23 d'autre part. Les vis 20 et 21 ont un pas à gauche comme les vis 16, 17 à cté desquelles elles s'étendent. Les vis 22 et 23 ont un pas à droite comme les vis 18, 19 à cté desquelles elles s'étendent. Toutes les vis ont des axes parallèles et une même valeur du pas. Chaque vis est entraînée par un arbre 24 d'entrainement recevant son mouvement d'un arbre 25 de transmission par l'intermédiaire d'un renvoi 26 d'angle. Chaque arbre 24 porte un manchon 27 hélicordal d'extrémité qui engrène avec une cage 28 d'écureuil engrenant à son tour avec la vis. Deux cales 29, 30 ou surfaces de butée s'étendent de part et d'autre des couples de vis 16, 17, 18, 19 puis divergent pour aller de part et d'autre des vis 21 et 22. Deux courroies 31 sont entraînées sans fin au-dessus des vis 16 à 23 de manière à augmenter la vitesse de rotation sur eux-mêmes des tubes qui seront placés sur les vis. Au-dessus des vis 20, 21, 22, 23, les courroies appuient d'abord sur les parties des tubes se trouvant sur les vis 20, 21, sans appuyer sur celles qui se trouvent sur les vis 22, 23 puis inversement. Un brssleur 32 s'étend entre les vis 17 et 19 paral léleet à celles-ci. L'installation fonctionne de la manière suivante : les tubes T sont placés sur les vis 16, 17, 18 et 19 au-dessus de la traverse 3. Ils tournent sur euxmêmes tout en étant acheminés vers la traverse 7. Comme les deux couples de vis ont des pas de sens opposé, les extrémités des tubes T sont en butées sur les faces 29 et 30 de butée. Le milieu des tubes est réchauffé et donc ramolli par le brûleur 32. Lorsque les surfaces 29 et 30 de butée divergent, chaque moitié M de tube est écartée latéralement vers la surface 29 ou 30 qui lui est associée par le mouvement même des vis 16, 17 et 21 d'une part, 18, 19 et 22 d'autre part. Le milieu du tube s'amincit. Le tube s'allonge. On peut alors prévoir de le couper par une molette de refroidissement. Si l'on coupe les tubes en deux moitiés, chacune d'entre elles est prise en charge respectivement par les couples de vis 20, 21 et 22, 23. On peut aussi disposer un brûleur dans le prolongement de l'une des surfaces 29 et 30 de butée et rebrûler ainsi l'extrémité des tubes alors que ceux-ci sont indexés sur l'autre surface de butée d'une manière positive par le fait que les courroies 31 ne s'appliquent que sur les parties de tubesqui se trouvent au-dessus des vis ayant un pas de sens tel que les tubes sont animés d'un mouvement transversal en direction de ladite autre surface de butée. Cette possibilité est illustrée à la figure 2 où un brtleur 33 latéral est placé d'un côté de l'entrée de l'installation, la surface 30 de butée se trouvant du même côté ne commençant que bien après ce brûleur 33. Par l'application des courroies 31 sur les parties de tubes se trouvant sur les vis 16, 17, on indexe les tubes sur la surface 29 de butée. Les autres extrémités libres sont rebrùlées par le brù- leur 33. Ensuite, on fait subir aux tubes un déplacement transversal en appliquant les courroies 31 sur les parties de tubes se trouvant dans les vis 18, 19 de manière à ramener les tubes sur la surface 30 de butée pour brûler l'autre extrémité devenue libre par un autre brûleur 34. A la figure 3, où toutes les vis de l'ins tallation ont des axes parallèles et des pas de même valeur, un distributeur de cannes C les dépose une à une sur une vis 35 de pas à gauche s'étendant au voisinage de tout le côté gauche (en haut à la figure) de l'installation. A la gauche de la vis 35 s'étendent parallèlement à elle un nombre de surfaces de butée 361, 362, ... 36n égal au nombre n de tronçonnages à effectuer sur la canne C. La surface 362 de butée est décalée vers la gauche par rapport à la surface 361. Elle est donc plus éloignée de lavis 35 que ne l'est la surface 36 D'une manière générale, toute surface 36x est décalée vers la gauche par rapport la surface 36x-1 qui la précède immédiatement. Chaque surface 36 définit une partie de l'installation sur laquelle les cannes ou les tronçons de canne avancent de la gauche vers la droite à la figure 3. Un couple 371 de vis de pas à droite reçoit les cannes C en même temps que la vis 35 et s'étend sur un peu moins des trois premières parties de l'installation en cessant un peu avant l'extrémité en aval de la surface 363 de butée. La distance entre les vis du couple 371 est inférieure à la longueur des tron çons qui avancent donc sur le couple 371 et sot ensuite repris par des bandes 381 transporteuses qui les élè- vent hors du plan horizontal défini par les sommets de toutes les vis. A la droite de la vis du couple 371 se trouvant le plus à droite s'étend un brûleur 391 prolongé d'une molette 401 de refroidissement brusque. La molette 401 se termine en face de l'extrémité en aval de la surface 361 de butée. A la droite du brt- leur 39 et de la molette*401 s'étend une surface 41 de butée dont l'extrémité en aval s'étend plus en aval que l'extrémité en aval de la surface 361 de butée, par exemple jusqu'à un endroit se trouvant en face du milieu de la surface 362 de butée. A un endroit se trouvant à peu près en face de celui où commence la molette 401, donc au niveau longitudinal du tiers environ de la surface 361 de butée , commence un couple 372 de vis de pas à droite, agencé comme le couple 371. Le couple 372 est plus près de la vis 35 que ne l'est le couple 371- La distance transversale entre les couples 371 et 372 est suffisante pour y loger un brûleur 392 prolongé d'une molette 402 (non représentés, le brûleur 394 et la molette 404 sont représentés). Le couple 372 se termine à un endroit se trouvant à peu près aux deux tiers de la surface 364 de butée.Les couples 371 et 372 ont donc des parties qui se chevauchent, c'est- -dire qui se trouvent au même niveau longitudinal, de part et d'autre du poste de tronçonnage représenté par la molette 402. Les brûleur 392 molette 402, surface 412 de butée et bandes 382 sont disposés par rapport au couple 372 de la même manière que le sont leurs homologues 381 à 411 par rapport au couple 371. Des courroies 42 sans fin sont tendues audessus des vis 37 à 37n de manière à venir en contact avec les cannes ou tronçons. Les courroies sont inclinées par rapport à la direction longitudinale de l'installation en se rapprochant d'amont en aval de la vis 35 qu'elles n'atteignent pas. L'installation fonctionne de la manière suivante Une canne C est prise par la vis 35 et par le couple 371. En raison de l'inclinaison des courroies 42, la vis 35 imprime à la canne C, qui tourne sur elle-même en raison des courroies 42 et qui avance de la gauche vers la droite à la figure 3 sous l'effet transporteur des vis 35 et 371 un mouvement transversal tendant à mettre l'extrémité gauche (en haut à la figure) de la canne C en contact avec la surface 361 de butée. Un emplacement de la canne C, voisin de l'extrémité droite de celle-ci, passe sur le brù- leur 391 puis sur la molette 401. La canne C est coupée à cet emplacement. Le bout B perdu tombe. En même temps, le tronçon maître est reculé, puisque son extrémité gauche quitte la surface 361 de butée et arrive en face de la surface 362 de butée. Le tronçon maitre de la canne continue à se déplacer vers l'aval sur la vis 35 et sur les couples 371 et 372 jusqu'au poste de tronçonnage suivant où la molette 402 coupe un tronçon de tube, qui continue son chemin vers l'aval sur le couple 371 en tendant à s'éloigner transversalement du tronçon mattre en raison du fait que les couples 37 ont des pas de sens opposé à celui de la vis 35, avant d'être repris par les bandes 381, tandis que le tronçon maître amputé continue lui aussi son chemin vers l'aval sur les couples 372 et 373, tout en étant à nouveau reculé vers la surface 363 de butée par l'action prépondérante de la vis 35 et indexé entre cette surface 363 et la surface La cadence de fabrication des tubes est égale au produit du nombre de tours à la minute des vis par le nombre de tronçonnages effectué sur une canne. Il est aisé ainsi d'atteindre une cadence de 18 0CO tubes à l'heure. Par le mot "brdleur n t on entend tout dispositif permettant un apport calorifique propre à amener le produit à la viscosité recherchée et notamment un chalumeau ou autre dispos4tifs semblables de chauffage, REVENDICATIONS 1. Installation de fabrication de tubes en verre, en matières plastiques ou autres matières présentant une plage de températures de ramollissement lorsqu'elles sont chauffées, comprenant un brûleur (32) et un transporteur transportant les tubes (T) de manière à ce qu'une partie de chaque tube passe audessus du brflleur (32), caractérisée en ce que le transporteur comprend un couple de vis (16, 17) héli cotidales d'axes parallèles, dont les portions qui sont côte à cbte ont des pas de même valeur, à moindre distance l'une de l'autre que la longueur des tubes et entraînées en synchronisme. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux vis (16, 17) ont toutes les deux un pas à droite (ou à gauche) et il est prévu une surface de butée (29) pour les extrémités des tubes qui s'étend à droite (ou à gauche) de la vis se trouvant à droite (ou à gauche). 3. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux vis ont des pas de sens opposé et il est prévu deux surfaces de butée pour les extrémités des tubes, respectivement de part et d'autre de l'ensemble des deux vis. 4. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les surfaces de butée divergent par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe des tubes. 5. Installation suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisée par une courroie (31) sans fin qui est en contact avec les sommets des tubes et qui s'étend dans une direction faisant un angle avec un plan perpendiculaire à l'axe des tubes. 6. Installation suivant les revendications 2 et 5 prises ensemble, caractérisée par deux courroies sans fin, montées de manière à pouvoir venir en contact avec les sommets des tubes, l'une des courroies étant hors du contact des tubes et l'autre au contact des tubes sur une partie des vis. 7. Installation de tronçonnage d'objets oblongs de révolution, en une matière présentant une plage de températures de ramollissement à chaud, de manière à obtenir un tronçon maître et un tronçon coupé, comprenant deux postes (401, 402) de tronçonnage associés respectivement à des surfaces (361, 362) de butée, caractérisée en ce que les postes (401,402) sont décalés l'un par rapport à l'autre à la fois suivant deux directions perpendiculaires entre elles, les surfaces (361, 362) de butée sont décalées aussi à la fois suivant ces deux directions et dans le même sens que les postes (401, 402) et des moyens (35, 37) déplacent les objets d'un poste à l'autre suivant l'une de ces deux directions dans le même sens que celui du décalage et suivant l'autre direction dans le même sens que celui du décalage pour le tronçon maître et dans le sens opposé pour le tronçon coupé. 8. Installation suivant l'une des revendications 1, 2, 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couples parallèles de vis, avec un brûleur prolongé d'une molette de refroidissement associé à chaque couple, chacun des couples ne s 'étendant que sur une partie du trajet d'avancement des tubes, les parties respectives se chevauchant, une vis hélicoîdale d'axe parallèle à celui des vis des deux couples, de pas de même valeur que celui des vis des deux couples mais de sens à gauche (ou à droite) opposé à celui des deux premières, s'étendant sur les deux parties du trajet à gauche (ou à droite) de l'ensemble des deux couples et entraînée en synchronisme avec ceux-ci, et des surfaces de butée se trouvant à gauche (ou à droite) de la vis ayant le pas de sens opposé à une distance de celle-ci qui est plus grande sur la partie du trajet d'avancement sur lequel s'étend le deuxième couple que sur celle du premier couple. 9. Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque vis est entralnée par le bas par l'intermédiaire d'une cage d'écureuil. 10. Procédé pour tronçonner une canne, notamment en une matière présentant une plage de températures de ramollissement à chaud, en obtenant à chaque tron çonnage un tronçon coupé et un tronçon maître, caractérisé en ce qu'il consiste, après chaque tronçonnage, à reculer le tronçon maitre du tronçon coupé.