Brevet FR2582642A1 — publié le 19861205

PERFECTIONNEMENT A LA TREMPE DU VERRE A L'AIDE D'UN GAZ La présente invention concerne la trempe du verre par des jets gazeux d'un fluide de refroidissement qui la plupart du temps est de l'air. Il est connu pour obtenir une trempe sans marquage de volumes de verre, par soufflage d'un gaz de refroidissement, de déplacer rela- tivement l'un à l'autre, lesdits volumes de verre et les organes de soufflage. Dans le cas de la trempe horizontale, c'est à dire dans le cas o les volumes de verre sont disposés horizontalement, les organes de soufflage sont généralement fixes alors que les volumes de verre dé- filent; dans le cas de la trempe verticale on peut avoir une oscilla- tion aussi bien des organes de soufflage que des volumes de verre. Ce déplacement relatif du verre et des organes 'de soufflage est mentionné, notamment dans les publications françaises de brevet 2 547 575, 1 133 039, 1 158 738, 1 476 785. Dans de telles conditions, il est possible de tremper des vo- lumes de verre légèrement bombés, mais lorsqu'on est en présence de vo- lumes de verre bombés profondément et/ou à courbures multiples suivant des directions différentes, tels des demi-sphères, tout mouvement rela- tif des volumes de verre et des organes de soufflage les uns par rap- port aux autres est impossible, sauf à écarter beaucoup les volumes de verre des organes de soufflage, mais dans ce cas, les pressions de soufflage nécessaires sont trop élevées d'une part et les variations d'écart entre le verre et les moyens de soufflage varient trop pour que la trempe soit homogène d'autre part. Par ailleurs, tout déplacement soit du verre, soit des moyens de soufflage ne peut se faire qu'avec une fréquence relativement rédui- te et la qualité de la trempe augmente avec la fréquence du déplacement relatif du verre et des moyens de soufflage. - 2 - Il avait déjà été proposé pour tenter de résoudre le problème de la fréquence du déplacement relatif du verre et des moyens de souf- flage, d'alléger les moyens de soufflage mis en oscillation en n'en- trainant en oscillation que les busettes de soufflage (publication française de brevet 1 550 733). Mais il subsiste toujours un mouvement d'organes mécaniques qui limite la fréquence des oscillations d'une part, et le problème de l'impossibilité du mouvement relatif du verre et des organes de soufflage les uns par rapport.aux autres pour des vo- lumes de verre fortement bombés et à courbures multiples n'est pas résolu. La présente invention vise à permettre le déplacement par rapport aux volumes de verre, des jets de fluide gazeux soufflés sur lesdits volumes, à une fréquence élevée sans qu'il y ait de heurts en- tre le verre et les organes de soufflage fournissant ces jets, lorsque les volumes de volumes de verre sont bombés profondément et à courbures multiples. Elle vise également à permettre des modifications aisées de l'ensemble de soufflage lorsqu'on veut changer les conditions de trempe ou lorsque le modèle des volumes de verre varie. Elle envisage pour cela de réaliser le déplacement rapide des jets sans mouvement des organes mécaniques, buses ou caissons de souf- flage, qui les produisent. Elle propose de souffler sur le verre, un fluide de refroi- dissement gazeux, distribué en au moins un jet dont on modifie cycli- quement l'impact sur le verre grâce à des perturbations auxquelles on soumet ledit jet. Selon un premier mode de réalisation ces perturbations sont constituées par au moins un courant gazeux secondaire de commande qui interfère avec le jet et dont on modifie cycliquement l'interférence avec ledit jet. Dans certains cas, le courant gazeux secondaire de commande est un courant latéral et radial par rapport au jet du fluide de re- froidi ssement. Dans d'autres cas, ce courant gazeux secondaire de commande est latéral et tangentiel par rapport au jet du fluide de refroidisse- ment. Dans d'autres cas encore, au moins un courant gazeux se- condaire de chaque type, c'est à dire radial et tangentiel, est associé à un jet du fluide de refroidissement. -3- Dans la mesure o plusieurs courants gazeux secondaires sont associés à un même jet de fluide de refroidissement lesdits courants gazeux secondaires sont mis en action de façon à interférer avec le jet de fluide de refroidissement, individuellement les uns après les au- tres, ou en groupe, les différents groupes les uns après les autres. Dans un second mode de réalisation, elle propose de disposer sur le trajet du fluide de refroidissement, des obstacles mécaniques du type ailettes qui forcent le jet à entrer en rotation et de faire va- rier cycliquement le pression du fluide qui sert à former le jet. L'invention propose également -les dispositifs pour mettre en oeuvre le procédé permettant de modifier l'impact d'un jet ou des jets de trempe sur le verre, comme décrit précédemment. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se ré- férant aux figures jointes qui représentent: 15. figure 1: un schéma d'une installation de trempe du verre par souf- flage d'un fluide gazeux, figure 2: un schéma d'une buse de soufflage tubulaire commandée par des courants gazeux radiaux, figure 2A: en vue de profil, 20. figure 2B : en vue de dessus, figure 2C: en perspective avec illustration de l'impact sur le verre, figure 3: un schéma d'une buse de soufflage tubulaire commandée par des courants gazeux tangentiels, 25. figure 3A : en vue de profil, figure 3B: en vue de dessus, figure 3C: en perspective avec illustration de l'impact sur le verre, figure 4: un schéma illustrant le fonctionnement d'une buse comman- dée par des courants radiaux ou tangentiels qui varient cycl i quement, figure 5: un schéma d'alimentation et de commande simultanée de tou- te une série de buses, chaque buse recevant une pluralité de courants gazeux radiaux et/ou tangentiels, 35. figure 6: un schéma d'obstacles mécaniques interposés sur le trajet des courants gazeux secondaires en vue de perturber le jet principal pour obtenir un impact variable cycliquement, figure 7: un schéma d'obstacles mécaniques disposés sur le trajet du jet principal en vue de le perturber pour obtenir un im- - 4 - pact variable cycliquement. Ainsi qu'il est connu, une installation de trempe de volumes de verre I1 comprend des organes de soufflage A constitués essentielle- ment de buses 2 par exemple tubulaires et de caissons 3 d'alimentation de ces buses 2 en gaz sous pression, la plupart du temps de l'air, et des moyens B pour maintenir, supporter et/ou faire défiler les volumes de verre 1 face aux buses 2. Pour souffler le gaz de trempe sur le verre, l'invention pro- pose dans un premier mode de réalisation d'employer des buses du type de celles montrées sur les figures 2 et 3 c'est à dire ayant une tubu- lure principale 4 munie d'au moins une conduite latérale 5 et en géné- ral une pluralité de telles conduites, par exemple quatre, alimentée elle aussi en gaz sous pression, le jet secondaire formé par ce gaz sous pression et véhiculé par chaque conduite latérale 5, interférant avec le jet principal transporté par chaque tubulure principale 4 et servant à le commander, c'est à dire à modifier son orientation et/ou son impact sur le verre. Les conduites latérales 5 peuvent être radiales conmme montré sur les figures 2 et par exemple si elles sont au nombre de quatre par tubulure principale 4, disposées à 90 les unes des autres, ou tangen- tielles comme montré sur les figures 3 et par exemple également dispo- sées à 90 les unes des autres. Lorsque le jet principal est alimenté, en l'absence d'un jet secondaire de commande, il produit un impact 6 sur le verre, centré sur l'axe 7 de la tubulure principale 4 et du jet principal qu'elle délivre. Lorsqu'au moins une conduite latérale 5 est alimentée par un courant secondaire de gaz, les deux flux gazeux se combinent de sorte que le jet résultant est dévié et que son impact sur le verre est dif- férent de ce qu'il était en l'absence de courant secondaire. Ainsi, par exemple dans le cas de conduites latérales 5 radiales, illustré par les figures 2, lorsqu'un courant de gaz est envoyé dans la tubulure princi- pale 4 suivant la flèche F et dans une des conduites latérales 5 sui- vant la flèche h, l'impact 8 sur le verre du jet combiné est déplacé par rapport à l'impact 6 obtenu en l'absence du jet secondaire, dans le sens de la flèche h comme montré figure 2C. Dans le cas de conduites latérales 5 tangentielles illustré par les figures 3, lorsqu'un courant de gaz est envoyé dans la tubulure principale 4 suivant la flèche F et dans au moins une des conduites la- térales tangentielles selon la flèche g, l'impact 9 sur le verre 1 du -5 jet combiné est plus étendu que l'impact 6 obtenu en l'absence de jet secondaire (figure 3C), l'importance de l'extension étant fonction de l'importance de l'impulsion tangentielle du ou des jets secondaires tangentiels. Plusieurs conduites latérales 5 soit radiales soit tangentielles peuvent être alimentées simultanément; l'impact sur le verre du jet combiné est alors déterminé par la résultante des impulsions, axiale du jet principal et latérale (radiales ou tangentielles) des jets secondaires. Egalement, des conduites latércies 5, radiales d'une part et tangentielles d'autre part, peuvent être associées à une même tubulure principale 4, lesdites conduites latérales 5 pouvant être alimentées successivement ou plusieurs d'entre elles pouvant être alimentées si- multanément. Dans la mesure o sont alimentées simultanément des conduites radiale(s) et tangentielle(s), l'impact sur le verre est non seulement décalé, mais également agrandi par rapport â l'impact d'un jet principal seul. Les conduites latérales débouchent de préférence dans une partie rectiligne de la tubulure principale 4, de façon à ne pas alté- rer et compliquer l'effet des jets secondaires en lui superposant des effets parasites dûs à une courbure de la tubulure principale 4. De préférence également, ces conduites latérales débouchent dans la tubu- lure principale à proximité de sa sortie, de façon que l'effet des jets secondaires ne soit pas épuisé à la sortie de la tubulure principale 4. L'effet des jets secondaires sera d'autant plus marqué que, toutes cho- ses égales par ailleurs, l'arrivée des conduites latérales sera plus proche de la sortie de la tubulure principale 4. Un jet secondaire aura également d'autant plus d'effet que son impulsion sera plus grande, comparée à celle du jet principal, c'est à dire que sa pression, sa vi- tesse, son débit seront plus importants. Cette pression, cette vitesse, ce débit dépendront de la source de gaz sous pression, en général de l'air, de la section des conduites secondaires, du réglage de l'éven- tuel détendeur monté sur lesdites conduites secondaires. La perturbation cyclique du jet principal introduite par les jets secondaires pourra être réalisée comme illustré par la figure 4 sur laquelle sont prévues quatre conduites latérales 5 associées à une seule et même tubulure principale 4. Sur cette figure 4 est montrée une tubulure principale 4 de buse utilisée pour la trempe du verre, cette tubulure principale 4 re- -6- cevant à proximité de son extrémité de sortie quatre conduites latéra- les secondaires 5. Cet ensemble est alimenté en air comprimé par une source 10 d'air comprimé unique, la tuyauterie 11 issue de ladite sour- ce se subdivisant de façon à alimenter la tubulure principale 4 ainsi que les quatre conduites latérales 5. A la suite d'une première subdivision, une branche 12 de la tuyauterie 11 subdivisée, équipée d'un détendeur 13, est branchée sur la tubulure principale 4, tandis qu'une seconde branche 14 également équipée d'un détendeur 15, se subdivise à nouveau plusieurs fois pour donner quatre ramifications telles que 16, chacune équipée d'une électro-vanne 17, pour alimenter les quatre' conduites latérales 5. L'ouverture et la fermeture de chaque électro-vanne 17 sont commandées par un moteur entraînant un arbre à cames (non figurés), les cames agissant sur des micro-contacts électriques tels que 18 qui règlent la distribution du courant électrique provenant d'une source électrique 19, dans les électro-vannes 17 et en conséquence qui règlent la marche des électro-vannes 17. Les perturbations apportées au jet principal par les courants latéraux secondaires peuvent être équivalentes, ou au contraire diffé- rentes les unes des autres. Pour les différencier, on peut jouer sur la section de chaque ramification 16, sur le réglage de chaque électro- vanne, sur le moment d'ouverture des électro-vannes déterminé par l'an- gle d'ouverture de la came qui lui est associée, sur le niveau par rapport à l'extrémité de la tubulure principale 4 auquel débouche cha- que conduite latérale 5, sur la façon dont débouche chaque conduite la- térale 5 (radiale, tangentielle, et en général angle par rapport au jet principal). Dans la mesure o chaque courant secondaire est équivalent, on peut encore moduler la perturbation apportée par chaque courant se- condaire en agissant sur le réglage relatif des deux détendeurs 13 et , sur la section des branches 12 et ramifications 16 de la tuyauterie 11, sur les temps, l'ordre, le degré et le décalage d'ouverture des électro-vannes, sur le nombre de conduites latérales 5 et leur disposi- tion par rapport à la tubulure principale 5. Pour alimenter chaque buse en jet principal et en courants secondaires on peut pratiquer comme décrit précédemment, c'est à dire prévoir des tuyauteries 11, branches 12 et ramifications 16, par exem- ple à l'aide de tubes en plastique souples. Cependant lorsque dans un poste de trempe le nombre de buses est important, il peut être préféra- 7 - ble d'employer le mode d'alimentation des tubulures principales 4 et des conduites latérales 5 décrit ci-après en relation avec la figure 5. Toutes les tubulures principales 4 qu'on veut alimenter de façon identique, prennent naissance dans un même caisson 17 alimenté en gaz sous pression, notamment de l'air. Elles traversent ensuite un ou successivement plusieurs autres caissons secondaires tels que 18 d'ali- mentation en courants secondaires, le nombre de caissons secondaires étant égal au nombre de conduites latérales secondaires 5, prévues sur chaque buse de soufflage et fonctionnant de manière indépendante. Ainsi à supposer que l'on désire soumettre les jets princi- paux à quatre perturbations successives grâce à quatre courants laté- raux secondaires différents, on prévoiera quatre caissons secondaires 18. Chaque caisson secondaire 18 est en communication avec la ou les conduites latérales 5 de chaque buse de soufflage, destinées à être alimentées simultanément et dans les mêmes conditions. L'alimentation de chaque caisson secondaire 18 est réglée à l'aide d'un ensemble électro- vanne, micro-contact, came montée sur un arbre entraîné par un moteur, cet ensemble n'étant pas représenté sur la figure 5. La totalité des conduites secondaires peut être alimentée par le système de caissons avec alimentation cyclique, décrit précédemment, ou l'alimentation desdites conduites secondaires peut être mixte, c'est à dire que parmi les différents groupes de conduites secondaires 5, chaque groupe comportant des conduites destinées à être alimentées en même temps et dans les,mêmes conditions, peut être alimenté d'une façon différente de celle dont est alimenté un autre groupe. Ainsi pour cer- tains groupes le système de caisson sera employé, pour d'autres au contraire on maintiendra le système de tubes souples. En outre, dans chaque groupe, l'alimentation peut également être mixte. La perturbation du jet principal a été décrite comme prove- nant de courants secondaires véhiculés par des conduites latérales 5 distinctes, radiales ou tangentielles. Il est également possible, d'obtenir des courants secondaires tangentiels en alimentant cyclique- ment non plus des conduites 5 séparées, mais comme montré sur la figure 5 toute une chambre 19 disposée en couronne autour de la tubulure prin- cipale 4, cette chambre 19 étant munie d'une pluralité d'ailettes ou aubes déflectrices 20. Les courants secondaires arrivant latéralement par rapport au jet principal dans la chambre 19, sont orientés par les aubes 20 et transformés en un tourbillon tangentiel au jet principal, 258 262 - 8 - tourbillon et jet principal interférant dans l'espace 21 à la sortie de la tubulure 4. Cette alimentation latérale de la chambre 19 peut être cycli- que et dans ce cas on obtient, lorsqu'elle est fournie, un jet résul- tant tournant qui s'évase à la sortie de l'espace 21, plus qu'en l'absence de ladite alimentation latérale. - L'alimentation latérale peut varier cycliquement en passant de tout à rien, mais il peut également s'agir d'une modulation cyclique de la pression, du débit, de la vitesse, du courant gazeux constituant cette alimentation latérale. Il est également possible d'obtenir un jet dont l'impact sur le verre varie cycliquement en disposant sur le trajet du jet principal circulant dans la tubulure 4, comme montré figure 7, sur la paroi d'un tube 22 à l'intérieur de la tubulure 4, des obstacles inclinés en forme d'aubes 23. Le gaz sous pression envoyé dans la tubulure principale 4, rencontre ces aubes 23, entre en tourbillon et s'évase à la sortie de la tubulure principale 4. Dans ce cas il n'est plus nécessaire de dis- poser d'un courant secondaire, seul la réaction du gaz du jet principal sur les obstacles produit la mise en tourbillon. En faisant varier cycliquement la pression, vitesse et/ou dé- bit du jet principal distribué dans la tubulure principale 4, on modi- fie l'allure du tourbillon et on fait ainsi varier cycliquement l'évasement du jet à la sortie de la tubulure 4. Ainsi, sans mouvement mécanique, on obtient des jets de gaz de refroidissement dont l'impact sur le verre peut varier à vitesse élevée, ce qui permet d'augmenter le rendement de la trempe. Ceci peut s'appliquer en trempe horizontale ou verticale, et peut aussi se combi- ner avec les mouvements de l'art antérieur: oscillations, défilement du verre et/ou des caissons l'un par rapport à l'autre. Cette technique permet de fabriquer des vitrages fortement bombés, trempés, pour lesquels tout mouvement du verre et/ou des moyens de soufflage les uns par rapport aux autres est impossible du fait même de la forte courbure desdits vitrages. -9- REVENDICATIONS 1. Procédé de trempe de volumes de verre à l'aide d'un fluide de refroidissement gazeux, notamment de l'air distribué en au moins un jet, caractérisé en ce qu'on modifie cycliquement l'impact du jet sur le verre grâce à des perturbations auxquelles on soumet ledit jet. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces perturbations sont constituées par au moins un courant gazeux se- condaire de commande qui interfère avec le jet de fluide de refroidis- sement et dont on modifie cycliquement l'interférence avec ledit jet. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le courant gazeux secondaire de commande est un courant laté- ral par rapport au jet de fluide de refroidissement, orienté tangen- tiellement par rapport audit jet. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le courant gazeux secondaire de commande est un courant laté- ral par rapport au jet de fluide de refroidissement, orienté radiale- ment par rapport audit jet. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que plusieurs courants gazeux secondaires sont associés à chaque jet de fluide de refroidissement, ces courants gazeux secondaires intervenant individuellement les uns après les autres ou par groupe, les courants d'un même groupe agissant simultanément et les différents groupes intervenant les uns après les autres. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on crée les perturbations grâce à des obstacles que l'on dispose sur le trajet soit du jet de trempe lui-même, soit d'un courant gazeux se- condaire arrivant latéralement et tangentiellement par rapport audit jet et interférant avec ledit jet, les caractéristiques de pression, vitesse et/ou débit du jet ou du courant gazeux secondaire variant cy- cliquement. 7. Dispositif pour la trempe de volumes de verre, à l'aide d'au moins une buse soufflant sur le verre un jet d'un fluide de re- froidissement gazeux tel que l'air, caractérisé en ce que cette buse reçoit également au moins une conduite latérale radiale et/ou tangen- tielle alimentée par un courant gazeux qui varie cycliquement. 8. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caracté- risé en ce que quatre canalisations latérales sont associées à chaque buse de soufflage. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caracté- - 10 - risé en ce que l'alimentation de chaque conduite latérale radiale ou tangentielle est assurée par une électro-vanne pilotée par une came mi- se en action par un moteur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caracté- risé en ce que lorsque plusieurs buses de soufflage sont prévues, tou- tes les canalisations latérales devant être alimentées simultanément, le sont par l'intermédiaire d'un caisson dont la pression varie cycli- quement. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il y a autant de caissons en communication avec une série de condui- tes latérales et dont la pression varie cycliquement, qu'il y a de sé- ries desdites conduites destinées à fonctionner séparément et dans des conditions différentes. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, carac- térisé en ce que la pression dans un caisson est réglée par une électrovanne disposée sur son circuit d'alimentation, l'ouverture et la fermeture de l'électro-vanne étant pilotée par une came mue par un moteur. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7, 9, 10, 11 ou 12, caractérisé en ce qu'un courant latéral interfère avec le jet prin- cipal de trempe après être entré dans une chambre entourant le jet principal et s'être heurté à des aubes disposées sur la paroi latérale de ladite chambre. 14. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caracté- risé en ce que les conduites latérales débouchent dans les portions fi- nales rectilignes des tubulures des buses de soufflage.