Brevet FR2619374A1 — publié le 19890217

PROCEDE ET DISPOSITIF D'EXTRACTION D'UN OBJET OBTENU PAR FUSION D'UNE COUCHE PULVERULENTE L'invention a trait a un procédé et un dispositif d'extrac- tion d'un objet obtenu par fusion dans un pot d'une couche de matière réfractaire à l'état pulvérulent. L'invention concerne plus particulièrement l'extraction d'un objet de silice obtenu par fusion d'une couche de matière pulvérulente riche en silice. Il est connu de fabriquer un tel objet grace à un dispositif semblable à celui décrit cisaprès Une plateoforme circulaire mobile autour de son axe central, ci-après appelée carrousel, supporte plusieurs pots cylindriques égale. ment susceptibles d'être animés d'un mouvement de rotation autour de leur axe vertical. La rotation du carrousel amène successivement chaque pot en différentes positions, qui correspondent chacune à une phase du procédé de fabrication : par exemple alimentation du pot en matière pulvérulente riche en silice ; fusion de ladite matière ; refroidisse. ment de l'objet obtenu par fusion ; extraction de l'objet. Les pots, généralement métalliques, sont remplis d'une matière re pulvérulente réfractaire, qui fait office d'isolant thermique. Le pot étant en rotation, on creuse la matiere de manière a définir une cavité cylindrique dont l'axe se confond avec celui du pot. Le fond et la paroi de ladite cavité présentent une surface régulière a l'issue d'une opération d'alésage réalisée en déplaçant une lame verticalement et horizontalement. Sous l'action de la force centrifuge, la matière restante demeure plaquée contre la paroi du pot. Le pot, toujours en rotation, arrive å l'aplomb d'un disposais tif assurant la fusion de la paroi et du fond de la cavité ainsi formée sur une certaine épaisseur. Le dispositif utilisé est généralement un arc électrique. La matière ainsi fondue est une matière riche en silice qui peut être simplement constituée par la matière servant d'isolant, par exemple du sable. Mais, elle peut être constituée par une matière plus pure, par exemple de la poudre de quartz. Cette dernière est déposée d'une manière connue en soi sur le fond et la paroi de la cavité formée dans la matière isolante. La fusion achevée, le carrousel amene le pot dans une autre position où l'objet obtenu se refroidit. Dès le début de la phase de refroidissement, le moteur commandant la rotation dudit pot est stoppé. Enfin, la rotation du carrousel amène le pot arrêté dans une autre position pour l'opération d'extraction. Dès que l'objet est ex. trait du pot à l'arrêt, la matière, qui n'est plus maintenue en place par la force centrifuge, s'éboule. Pour que le pot soit de nouveau utilisable, il faut donc reconstituer la cavité centrale. Ce retour aux conditions initiales se solde par une perte de temps et de matière. Par ailleurs, les moyens utilisés pour l'extraction de l'objet peuvent provoquer des défauts à sa surface et être à l'origine de sa mise au rebut. L'invention a pour but un moyen permettant d'extraire les ob. jets fabriqués selon le procédé ci-dessus, de manière à éviter l'éboulement de la matière et à rétablir la surface régulière de ia cavité centrale en un temps réduit et en économisant le maximum de matière. L'invention a également pour but un moyen permettant d'extraire l'objet en éliminant toute cause de formation de défaut sur sa surface interne ou externe. Ces buts sont atteints par un procédé selon lequel on remplit un pot, susceptible de tourner autour de son axe, d'une matière pulvérulente réfractaire ; le pot étant en rotation, on ménage dans ladite matière une cavité de surface régulière dont l'axe se confond avec celui du pot, et dont le fond et la paroi sont constitués sur une épaisseur déterminée d'une matière riche en silice, puis on fond ladite matière sur au moins une fraction de son épaisseur, on refroidit l'ob. jet formé, puis on l'extrait verticalement et qui consiste essentiellement à faire tourner le pot pendant l'opération d'extraction et a extrafre l'objet, ce dernier tournant, au moins initialement, à la même vitesse que le pot. Dans le procédé selon l'invention, on amène l'organe préhen. seur au-dessus du pot en rotation, on vient confondre son axe de rotation avec celui du pot, on confère audit organe une vitesse de rotation égale a celle du pot, puis on applique l'organe contre le bord de l'objet, on diminue la pression à l'intérieur de l'objet, puis on relève l'organe préhenseur auquel adhère l'objet. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est un organe préhenseur fixé sur un axe vertical, solidaire d'un dis, positif moteur susceptible de le déplacer verticalement. Cet organe peut être relié à un moteur susceptible de le faire tourner autour de l'axe vertical à la même vitesse que le pot, avant d'arriver en contact avec l'objet. Cet organe peut comprendre un dispos sitif qui assure la synchronisation des vitesses de rotation par l'in- termédiaire d'au moins une pièce venant en contact avec le bord du pot, et une tête de préhension fixée à l'axe vertical et destinée à s'appliquer sur le sommet de l'objet. Le dispositif de synchronisation peut être solidaire de la tete de préhension ou relié directement à l'axe vertical. La tête de préhension est en une matière résistant à la chaleur, par exemple en graphite. Ses dimensions sont telles qu'elle vient s'appliquer exactement sur le pourtour de l'objet. Cette tête de pré. hension est percée d'au moins un conduit qui s'ouvre sur sa face inné. rieure, ledit conduit communiquant par l'intermédiaire de l'axe vertical avec une pompe à vide. La zone de la tête de préhension qui vient en contact avec le bord de l'objet est en une matière qui assure une fermeture hermétique. Les caractéristiques de l'invention et ses avantages seront exposés de manière plus détaillée dans la description suivante de l'un de ses modes de réalisation, illustrée par la figure en annexe qui représente une coupe schématique de l'installation. L'installation ainsi représentée, montre un pot 10 de forme cylindrique, relié à un dispositif d'entraînement en rotation, non représenté, par l'intermédiaire d'un axe 11. Ce pot, de préférence métal. lique, contient une couche de sable 13 tapissant le fond et la paroi, et maintenu en place sous l'action de la force centrifuge. Le pot 10 contient en son centre un creuset 14 en verre de silice qui vient d'être obtenu par fusion d'une couche de poudre de quartz de grande pu. reté déposée sur la couche 13. L'organe préhenseur 15 est constitué d'une tête de préhension en graphite 16, munie d'un joint en amiante 17. La tête 16 est travers sée sur toute sa hauteur, selon son axe, par un conduit 26 qui s'ouvre à sa partie inférieure vers l'intérieur du creuset 14. La tête 16 est fixée à l'axe creux 18 qui vient s'insérer dans le conduit 26 et qui tourne librement dans le support 19. Ce support, relié à un vérin élec, trique non représenté, est guidé dans son déplacement vertical par les barres 20. Une platine 21 repose sur la face supérieure de la tête 16. Cette platine a un diamètre au moins égal à celui du pot 10. Plusieurs tiges 22, 23 sont fixées verticalement sur la face inférieure de la platine 21. Les tiges 22 viennent s'insérer dans des logements 24 pratiqués au sommet de la tête 16 ; les tiges 23 sont fixées à la périphérie de la platine 21 et leur extrémité est munie d'un patin 25. En fin de course, les patins 25 prennent appui sur le bord du pot 10 en rotation. La platine 21 et la tête 16 sont ainsi entrainées dans un mouvement de rotation dont la vitesse est très rapidement égale à celle du pot. La tete 16, en rotation, poursuit sa descente pour venir en contact avec le bord du creuset 14 ; plus precisément, c'est le joint 17 qui vient s'appliquer contre le bord du creuset. La vitesse de descente de l'organe 15 est assez faible, tout au moins en fin de course ; elle est de préférence inférieure ou égale à 2 mètres par minute. Dès cet instant une pompe a vide, non représentée, raccordée au sommet de l'axe 18, entre en action et crée un vide partiel dans le creuset 14. Le dispositif moteur commandant la remontée de l'organe 15 est alors actionné. La vitesse de remontée est également lente, tout au moins au départ, de manière à décoller le creuset sans entrainer la zone adjacente de la couche de sable 13 ; cette vitesse est, de préférez. ce, inférieure ou égale à 2 mètres par minute. Le mode de réalisation décrit précédemment correspond a la catégorie d'organes préhenseurs selon lesquels le dispositif de synchronisation est solidaire de la tête de préhension. Le procédé selon l'invention peut être également mis en oeuvre par un organe préhenseur d'après lequel le dispositif de synchronisation est directement solidaire de l'axe vertical 18. Ainsi, dans un autre mode de réalisation, le dispositif de synchronisation est formé de plusieurs bras (par exemple trois) fixés sur l'axe vertical. L'extrémité de chaque bras est munie d'un moyen élastique, par exemple un ressort, au bout duquel est fixé un patin. La tête de préhension est identique à celle de l'organe précédemment décrit, à la réserve près qu'elle ne comporte plus de logements 24. Comme précédemment, les patins viennent en contact en premier et l'organe 15 peut poursuivre sa descente en comprimant les ressorts. La description précédente se rapporte à des exemples de réa. lisation de l'invention. Il est bien évident que des modifications ou des variantes-peuvent être réalisées sans sortir du domaine de l'inven. tion. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un objet en verre de silice consistant à remplir un pot (10) susceptible de tourner autour de son axe (11) d'une matière pulvérulente réfractaire (13) ; le pot (10) étant en rotation à ménager dans ladite matière une cavité de surface régulière dont l'axe se confond avec celui du pot (10), et dont le fond et la paroi sont constitués sur une épaisseur déterminée d'une matière riche en silice, a fondre ladite matière sur au moins une fraction de son épaisseur, à refroidir l'objet (14) ainsi obtenu, puis à l'extraire verticaliement, caractérisé en ce qu'on fait tourner le pot (10) pendant l'opération d'extraction et que l'objet (14) est extrait en tournant, au moins initialement, a la même vitesse que le pot (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on amène un organe préhenseur (15) au-dessus du pot (10) en rotation, on confère à l'organe (15) une vitesse de rotation égale à celle du pot (10), on applique l'organe (15) en rotation contre le bord de l'objet (14), on diminue la pression à l'intérieur dudit objet et on remonte l'organe (15) auquel adhère ledit objet (14). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe (15) est mis en rotation par un moteur indépendant. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on descend verticalement l'organe (15) à l'aplomb du pot (10) en rotation, qu'au cours de la descente une partie de cet organe vient en contact avec le bord du pot (10) entrainant l'organe (15) en rotation, qu'on poursuit la descente de l'organe (15) jusqu'au moment où ce dernier vient s'appliquer sur le bord de l'objet (14). 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un organe préhenseur (15), solidaire d'un dispositif moteur susceptible de le déplacer verticalement, qui comprend une tête de préhension (16) destinée à s'appliquer sur le bord de l'objet (14), un dispositif de synchronisation en rotation (21) assurant le contact entre l'organe (15) et le bord du pot (10), la tête (16) et le dispositif (21) étant reliés à un axe creux (18) libre en rotation dans un support (19). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tête (16) est percée d'au moins un conduit (26) s'ouvrant sur sa face inférieure et communiquant avec l'axe (18), ce dernier étant relié à une pompe à vide. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caracté risé en ce que la tête (16) est en une matière résistant à la chaleur, telle que le graphite, sa zone de contact avec l'objet (14) étant for mée d'une matière réfractaire souple, telle que l'amiante. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (21) est solidaire de la tête de préhension (16). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (21) est formé d'une platine posée sur la tête (16), d'un diamètre au moins égal à celui du pot (10), munie de tiges fixées verticalement sur sa face inférieure, certaines de ces tiges (22) venant s'insérer dans des logements (24) pratiqués au sommet de la téte (16), les autres tiges (23) fixées à la périphérie de la platine étant munies à leur extrémité d'un patin (25) destiné à prendre appui sur le bord du pot (10). 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (21) est fixé sur l'axe (18). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (21) est formé d'au moins un bras dont l'extrémité est munie d'un moyen élastique, tel qu'un ressort, au bout duquel est fixé un patin destiné à prendre appui sur le bord du pot (10).