Brevet FR2714903A1 — publié le 19950713

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement brusque pour la trempe de feuilles de verre façonnées à chaud et, en particulier, un dispositif de refroidissement brusque permettant que les feuilles de verre chaudes évitent un poste de refroidissement, de façon à ne pas perturber le débit continu de feuilles de verre à travers une chaîne de traitement de ces feuilles. Dans un procédé pour donner à une feuille de verre une forme profilée, la feuille est chauffée et mise en contact avec un moule supérieur ayant la forme désirée du verre. Le façonnage peut être assisté par un moule inférieur complémentaire qui soulève et presse la feuille de verre contre le moule supérieur. Après son façonnage, la feuille de verre est transférée dans un poste de refroidissement o le verre est refroidi rapidement, c'est-à-dire trempé, par projection de Jets d'air sur les grandes surfaces opposées de la feuille. Ce transfert du verre peut être effectué par le dépôt de la feuille façonnée sur un cadre de support profilé, de type connu dans la technique, qui se déplace entre le poste de façonnage et le poste de refroidissement. Dans le traitement d'une série de feuilles de verre, il peut se produire des incidents qui perturbent le fonctionnement de la chaîne entière. Plus précisément, il peut se poser des problèmes, tels que le bris de feuilles de verre ou le défaut de fonctionnement de moules de façonnage, auxquels il faut immédiatement porter remède, en raison du débit continu de feuilles de verre ramollies par la chaleur à travers le système. Si le débit des feuilles de verre est ralenti ou arrêté, des feuilles de verre contenues dans le four peuvent être surchauffées et s'affaisser entre les rouleaux transporteurs du four ou adhérer à ceux-ci. A titre de variante, le poste de refroidissement peut être disposé côte à côte avec le poste de façonnage, au lieu d'être dans l'alignement de l'axe du four et du poste de façonnage, de sorte que la feuille de verre puisse passer directement à travers le poste de façonnage vers un réceptacle collecteur. Toutefois, dans certaines circonstances, il est préférable que le poste de refroidissement soit dans l'alignement linéaire du four de chauffage des feuilles de verre et du poste de façonnage. Plus précisément, l'alignement du poste de refroidissement avec le four et le poste de façonnage permet que la feuille de verre à façonner se déplace dans la position ou sa petite dimension est orientée le long de l'axe du four. Cela fournit à son tour la possibilité d'un chauffage par zones de la feuille de verre en travers de sa largeur. En outre, l'orientation de la feuille dans la courte direction réduit le temps nécessaire pour que le verre passe du four au poste de façonnage et du poste de façonnage au poste de refroidissement. Avec ce type de dispositif de chauffage/façonnage/refroidissement, si une feuille de verre a la latitude de passer à travers le poste de façonnage sans être façonnée et transférée sur un cadre de support, elle heurtera les dispositifs de refroidissement brusque dans le poste de refroidissement, ce qui produit du verre brisé qui doit être enlevé par un opérateur avant que la feuille de verre suivante n'arrive. L'opérateur peut essayer d'enlever la feuille de verre chaude au niveau du poste de façonnage; mais cela crée un danger pour lui, en raison des températures extrêmement élevées. De plus, si la feuille de verre se casse dans le poste de façonnage, les fragments de verre doivent être retirés des rouleaux et d'entre les moules avant que la feuille de verre suivante n'arrive. Il serait avantageux de mettre à disposition un dispositif de refroidissement brusque avec lequel le verre puisse être déchargé de la chaîne dans le cas d'un incident de fonctionnement, sans que cela affecte le débit en série des feuilles de verre à travers la chaîne et sans intervention de l'opérateur. La présente invention met à disposition un dispositif de refroidissement brusque pour refroidir des matériaux en feuilles chauds. Le dispositif de refroidissement brusque comprend une multiplicité d'ensembles & aJutages s'étendant en direction généralement horizontale et espacés, comportant chacun un conduit d'alimentation en air qui s'étend longitudinalement, avec des orifices qui débouchent dans une surface extérieure dudit conduit. Un premier collecteur d'air est relié à une première extrémité de chacun des conduits et un second collecteur d'air est relié à la seconde extrémité de chacun des conduits, de sorte que le fluide de refroidissement puisse passer des collecteurs à chacun des ensembles à ajutages en parcourant le conduit. Les collecteurs sont placés à distance latérale l'un de l'autre à l'extérieur des ensembles à ajutages. Par le fait que l'alimentation en air des ensembles à ajutages est déplacée depuis une position sous- jacente aux ensembles vers une position adjacente aux ensembles, l'échappement de fluide de refroidissement délivré par les ensembles, à partir de la feuille en cours de refroidissement, est amélioré, ce qui crée une distribution plus uniforme du fluide le long de la surface de la feuille. De plus, les feuilles de verre qui se brisent dans le dispositif de refroidissement brusque tombent entre les ensembles à ajutages et hors du dispositif de refroidissement, ce qui fait que le traitement des feuilles peut se poursuivre sans interruption. La fig. 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une chaîne de chauffage, de façonnage et de trempe de feuilles de verre, dans laquelle sont incorporées des caractéristiques de la présente invention. La fig. 2 est une vue en perspective d'un dispositif inférieur de refroidissement de feuilles de verre dans lequel sont incorporées des caractéristiques de la présente invention, certaines parties ayant été supprimées pour plus de clarté. La fig. 3 comprend des vues semblables à celle de la fig. 2, représentant l'une des deux conduites d'alimentation en air pour différents dispositifs de refroidissement brusque. La fig. 4 est une vue en élévation latérale du cadre de support pivotant, représenté dans une position abaissée ou d'évacuation. La presente invention est illustrée au moyen d'un dispositif de chauffage, de façonnage et de refroidisement de feuilles de verre, mais il est bien entendu qu'elle peut être appliquee à d'autres dispositifs et pour le refroidissement d'autres matériaux. La fig. 1 représente une installation de chauffage, de façonnage et de trempe de feuilles de verre, comprenant un four 10, un poste de façonnage 12 et un poste de refroidissement 14. Les feuilles de verre sont transportées sur des rouleaux 16 à travers le four 10, o elles sont chauffées à leur température de ramollissement par la chaleur, comprise typiquement entre 566 et 649'C (1050-1200'F). Chaque feuille G est ensuite transportée par des rouleaux 18 dans le poste de façonnage 12, o elle est placée entre deux surfaces de façonnage opposées et mise en forme par pressage. Dans la forme de réalisation particulière représentée sur la fig. 1, le façonnage est effectué par un moule à vide supérieur 20 et un moule- cadre inférieur 22, selon ce qui est décrit dans le brevet US 4 830 650 (Kelly). Le moule supérieur 20 comporte une surface de pressage en métal ou en céramique 24 et, si nécessaire, un revêtement 26 en tissu résistant à la chaleur. Des vérins 28 servent à aligner verticalement le moule 20 et à lui imprimer un mouvement de va-et-vient par rapport au moule inférieur 22. Au moyen d'une conduite 30, une aspiration est créée à travers le moule 20 et le long de la surface de pressage 24, afin d'aider la feuille de verre à façonner A épouser le profil superficiel de la surface de pressage 24 et de maintenir la feuille de verre G contre celle-ci. Le moule-cadre inférieur 22 comporte une surface de pressage périphérique 32 qui est supportée par une plaque de pression 34. Un mécanisme d'entraînement 36 élève et abaisse la plaque 34 et le moule-cadre 22 pour soulever la feuille de verre G au contact de la surface 24 du moule supérieur 20. Des tiges d'alignement 38 maintiennent l'alignement vertical du moule-cadre 22 avec le moule 20. Après que la feuille de verre G a été mise en forme par pressage entre les moules, elle est déposée sur un cadre de support 40 et transférée dans le poste de refroidissement 14, o la feuille G est frappee par des courants d'air a grande vitesse entre des dispositifs de refroidissement brusque supérieur 42 et inférieur 44, qui font l'objet de la présente invention, afin de tremper la feuille. A titre de variante de l'utilisation d'un moule à vide 20 pour façonner la feuille de verre G, le moule 20 peut être remplacé par un élément plat de préhension par aspiration (non représenté) qui soulève le feuille de verre et la laisse tomber sur un cadre de façonnage, ce procédé étant couramment appelé formage par chute par l'homme de l'art. Typiquement, chaque feuille de verre G est transportée le long d'un premier plan généralement horizontal, sur des rouleaux 16 à travers le four 10 et sur des rouleaux 18 vers le poste de façonnage 12, dans une direction qui est généralement dans l'alignement de la direction de déplacement de la feuille de verre façonnée le long d'un second plan généralement horizontal a travers le poste de refroidissement 14. Pendant le façonnage, la feuille de verre G est mise en forme au contact du moule supérieur 20 et elle est maintenue contre la surface de pressage 24 par aspiration. Après quoi, le moule 20 remonte pour permettre au cadre 40 de venir se placer, à partir du poste de refroidissement 14, au-dessous du moule supérieur 20. Lorsque le vide est supprimé dans le moule , la feuille de verre façonnée G tombe sur le cadre 40 qui l'entraîne dans le poste de refroidissement 14. Avec ce dispositif, en cas d'incident, par exemple en cas de défaut d'alignement du verre ou de non fonctionnement du moule 20 et/ou du cadre 40, si la feuille de verre reste ou est redéposée sur les rouleaux 18, elle poursuit son traJet à travers le poste de façonnage 12 et pénètre dans les dispositifs de refroidissement brusque dans le poste de refroidissement 14. Mais le dispositif de refroidissement brusque inférieur 44 qui fait l'objet de la présente invention a une configuration telle que les feuilles de verre G peuvent sortir à travers le poste 12 sur les rouleaux 18 et penétrer dans un réceptacle qui recueille le verre. De cette manière, les feuilles de verre brisées, mal alignées ou autrement défectueuses peuvent être retirées du four sans aucune rupture de l'operation continue de chauffage, de façonnage et de refroidissement des feuilles de verre. En outre, en cas de mauvais fonctionnement des moules, la feuille de verre peut être facilement retirée du poste de façonnage. Dans la forme de réalisation particulière de l'invention représentée sur les fig. 1 et 4, le réceptacle est un magasin amovible 46. Il est bien entendu que le réceptacle de verre pourrait être aussi bien un autre type de dispositif qui recueille et emmène les feuilles de verre depuis le poste de refroidissement 14. Par exemple, un dispositif à plan incliné (non représenté) peut être placé au-dessous du dispositif de refroidissement brusque 44 pour recevoir les feuilles de verre déchargées et les diriger vers un casier ou un système transporteur situé sur un plancher au-dessous de l'équipement de chauffage, de façonnage et de refroidissement. Pour se référer plus précisément à la fig. 2, à la différence d'un dispositif typique de refroidissement brusque qui comporte une multiplicité de barres à ajutages alimentées par un collecteur d'air commun, le dispositif de refroidissement brusque 44 élimine le collecteur d'air commun au-dessous des aJutages, par le fait qu'il comporte deux chambres 48 et 50 qui sont placées de façon à délivrer de l'air, par des ouvertures 51 pratiquées dans les chambres 48 et 50, aux extrémités opposees d'une multiplicité d'ensembles à ajutages 52 s'étendant longitudinalement à distance les uns des autres. Chacune des chambres 48 et 50 est située latéralement a l'extérieur des ensembles à aJutages 52 et est reliée à une conduite d'alimentation en air 54 ou 56 respectivement, disposée à une extrémité des chambres. Les ensembles 52 comprennent un conduit 55 d'alimentation en air qui s'étend entre les chambres 48, auxquelles il se raccorde, et une barre & aJutages 57 comportant des trous qui s'étendent entre la surface 58 de la barre à aJutages 57 et le conduit 55, pour constituer un trajet pour l'air entre les chambres 48, et la feuille de verre G à refroidir par l'intermédiaire des ouvertures 51. A titre de variante, les barres à ajutages 57 peuvent être remplacées par une multiplicité d'aJutages individuels (non représentés) s'étendant à partir du conduit 55 pour diriger l'air vers le verre. Bien que cela ne soit pas une nécessité dans le cadre de la présente invention, la surface 58 de chaque barre à ajutages 57 adjacente & une grande surface de la feuille de verre à refroidir est profilée avec une forme courbe qui correspond généralement à la surface adjacente de la feuille de verre. D'après ce qui est encore représenté sur la fig. 2 et sans que cela soit une caractéristique limitative de la présente invention, les extrémités des ensembles 52 présentent une section à brides 60 qui est reçue dans des mortaises d'accouplement 62 au niveau des ouvertures 51 dans les chambres 48 et 50. Ce système permet d'enlever et de remplacer rapidement les ensembles 52. Dans la forme de réalisation particulière représentée sur la fig. 2, les chambres 48 et 50 ont un profil en biseau, au moins en plan, avec un minimum de la section transversale à leurs extrémités du côté amont, 64 et 66 respectivement. La hauteur des parties amont 64 et 66 des chambres 48 et 50 est maintenue constante et à un minimum, afin de faciliter la mise en place et l'enlèvement du magasin 46. La forme biseautée des chambres 48 et 50 du dispositif de refroidissement brusque 44 assure un courant d'air uniforme entre les conduites d'alimentation 54, 56 et chacun des ensembles à ajutages 52, de sorte que chaque ensemble 52 délivre approximativement le même volume d'air, à la même vitesse que les ensembles 52 voisins, afin de produire une trempe uniforme de la feuille de verre G à refroidir. De plus, l'alimentation en air des deux extrémités des ensembles 52 crée un courant uniforme à travers les ensembles 52. Il y a lieu de considérer que la combinaison des chambres en biseau et de l'alimentation en air aux deux extrémités crée les conditions d'une trempe uniforme de la feuille de verre G à refroidir, tout en réduisant l'encombrement total des chambres 48 et 50. Si on le désire, une plaque déflectrice 68, indiquée seulement sur la fig. 2, peut être disposée devant le premier ensemble a ajutages 52 sur le dispositif de refroidissement brusque inférieur 44, au voisinage immédiat du poste de façonnage 12, afin de mieux protéger le dispositif de refroidissement brusque contre les feuilles de verre chaudes. Le fait que le collecteur d'air disposé au-dessous des ensembles à ajutages 52 est éliminé et remplacé par les chambres 48 et 50 offre des avantages supplémentaires. En premier lieu, par le fait qu'il n'y a pas, au-dessous de la feuille de verre G, de structure entravant le mouvement de l'air délivré par les ensembles a ajutages 52 du dispositif de refroidissement brusque inférieur 44, l'échappement de l'air est favorisé, ce qui accroît à son tour l'uniformité de la trempe. En second lieu, le magasin 46 peut être désormais disposé à l'extrémité d'entrée du poste de refroidissement 14 sans obstacle de la part des dispositifs de refroidissement brusque. Cela permet que la structure des dispositifs de refroidissement brusque soit abaissée et réduit la course ascendante que doit effectuer le moule supérieur 20 pour soulever la feuille de verre G dans le plan du dispositif de refroidissement brusque. Troisièmement, dans le cas o une feuille de verre se brise alors qu'elle est dans cette partie du dispositif de refroidissement brusque 14, les fragments de verre tombent entre les ensembles à ajutages 52 individuels, de sorte qu'ils peuvent être retirés sans perturber le fonctionnement du dispositif de refroidissement brusque 14. La fig. 3 représente d'autres formes de réalisation possibles de la présente invention. Com-me on peut le voir, les chambres 148, 248, 348 et 448 peuvent prendre des formes diverses. Plus précisément, les chambres ne doivent pas nécessairement être en forme de biseau, leur hauteur ne doit pas être obligatoirement réduite au minimum et les conduites d'alimentation en air peuvent être raccordées aux chambres en différents endroits. Il y a toutefois lieu de noter que, dans chacune de ces formes de réalisation, il est prévu deux chambres alimentant les ensembles à ajutages par les deux extrémités, de façon à créer le courant d'air nécessaire à travers les ensembles à aJutages. En outre, bien que les formes de réalisation de l'invention représentées sur les fig. 2, 3(a), 3(b) et 3(d) présentent un biseau uniforme dans des régions du dispositif de refroidissement brusque, ces sections peuvent être en gradins ou autrement modifiées pour que l'on obtienne le courant d'air désiré à travers les ajutages du dispositif de refroidissement brusque. De plus, on comprendra aisément que, si on le désire, les ensembles à aJutages peuvent être orientés dans la direction longitudinale plutôt que dans la direction transversale selon ce qui est indiqué sur la fig. 2. On comprendra aisément que, quel que soit le modèle effectif des dispositifs de refroidissement brusque, le courant d'air doit être équilibré entre les dispositifs de refroidissement brusque supérieur et inférieur, afin d'assurer les caractéristiques de trempe nécessaires et, en outre, pour que la feuille G ne soit pas écartée du cadre 40 vers le haut par soufflage par les ensembles à ajutages 52 du dispositif de refroidissement inférieur 44 ou repoussée vers le bas dans le cadre 40 par soufflage par les ensembles à ajutages d'un dispositif de refroidissement brusque supérieur. il Si on le désire, le modèle du dispositif de refroidissement brusque inférieur 40 peut aussi être adopté pour le dispositif de refroidissement brusque supérieur 42 ou pour toute autre partie du poste de refroidissement 14. D'après les fig. 1 et 4, le moule-cadre inférieur 22, le mécanisme d'entraînement 36, les tiges d'alignement 38 et les rouleaux transporteurs 18 sont tous montés sur un châssis pivotant 72. Le châssis 72 est fixé par goupilles à une structure de support 74 et le vérin 76 le déplace entre une position haute ou de fonctionnement normal, représentée sur la fig. 1, dans laquelle on s'attend à ce que le verre soit façonné par le moule supérieur 20 et le cadre inférieur 22, et une position basse ou d'évacuation, représentée sur la fig. 4, dans laquelle le verre quitte les rouleaux 18 et est évacué directement dans un réceptacle. Cette possibilité est particulièrement utile lorsque l'opérateur sait à l'avance que les feuilles de verre G ne vont pas être façonnées. Par exemple, dans le cas o le four doit être débarrassé du verre, la vitesse de transport du verre à travers le four peut être augmentée. Toutefois, par le fait que le verre ne séjourne pas assez longtemps dans le four pour atteindre sa température de ramollissement par la chaleur, il n'aura pas tendance & fléchir vers le bas dans la mesure o il le ferait s'il était à une plus haute température. En abaissant le châssis 72 dans sa position basse, l'opérateur peut s'assurer que le verre sera convenablement transféré à travers le poste de façonnage 12 et qu'il sera évacué dans le réceptacle collecteur 46 sans entrer en contact avec aucune partie du système de refroidissement brusque inférieur. Au cours du fonctionnement du dispositif de chauffage, de façonnage et de refroidissement, lorsqu'il se produit un incident dans le système, par exemple lorsque les moules ne fonctionnent pas, le châssis 72 reste dans sa position haute représentée sur la fig. 1 et la feuille de verre G progresse à travers le poste de façonnage 12 et vers le réceptacle 46. Par le fait que le verre est à sa température de ramollissement par la chaleur, le verre fléchit dès qu'il n'est plus supporté par les rouleaux 18 et il est déposé dans le réceptacle 46. Dans le cas o l'opérateur sait d'avance que les feuilles de verre doivent être enlevées sans être façonnées, le moule de pressage supérieur 20 peut être placé en retrait vers le haut et le châssis 72 peut être amené à pivoter vers le bas dans sa position d'évacuation, pour mieux transférer les feuilles de verre G entre le poste de façonnage 12 et le réceptacle 46. Une unité de commande 78 peut être utilisée en combinaison avec plusieurs détecteurs 80 dans le four 10 et le poste de façonnage 12 pour régir le déplacement et l'alignement de la feuille de verre G à travers le four et pour commander le fonctionnement du moule 20 et du cadre 22, de sorte que le châssis puisse au besoin être abaissé automatiquement dans sa position d'évacuation. L'unité de commande 78 indiquera aussi la situation indésirable à l'opérateur. il est possible d'avoir recours à d'autres variantes, connues de l'homm de l'art, sans que l'on s'écarte pour autant de la portée de i'invention, telle que définie dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de refroidissement brusque pour refroidir des matériaux en feuilles chauds, comprenant une multiplicité d'ensembles à aJutages (52) s'étendant en direction généralement horizontale et espacés, chacun d'entre eux comportant un conduit d'alimentation en air (55) qui s'étend longitudinale- ment, avec des orifices débouchant dans une surface extérieure (58) dudit conduit, un premier collecteur d'air (48) relié à une première extrémité de chacun desdits conduits (55) pour permettre au fluide de refroidissement de passer dudit premier collecteur d'air (48) vers ledit conduit; un second collecteur d'air (50) relié & la seconde extrémité de chacun desdits conduits (55) pour permettre au fluide de refroidissement de passer dudit second collecteur d'air (50) vers ledit conduit, lesdits collecteurs d'air (48, 50) étant places à distance latérale l'un de l'autre à l'extérieur des ensembles à ajutages (52). 2.- Dispositif de refroidissement brusque selon la revendication 1, dans lequel lesdits collecteurs d'air (48, 50) sont placés dans des positions adjacentes auxdits ensembles à aJutages (52) et à distance d'une zone située au-dessous desdits ensembles & aJutages. 3.- Dispositif de refroidissement brusque selon la revendication 1, dans lequel ladite surface (58) munie d'orifices est profilée avec une forme qui correspond généralement à celle d'une grande surface adJacente d'une feuille (G) à refroidir. 4.- Dispositif de refroidissement brusque selon la revendication 1, dans lequel chacun desdits ensembles à ajutages (52) comprend une barre à aJutages (57), et dans lequel en outre lesdits orifices s'étendent à travers ladite barre. 5.- Dispositif de refroidissement brusque selon la revendication 1, dans lequel lesdits collecteurs d'air (48, 50) ont une section verticale non uniforme. 6.- Dispositif de refroidissement brusque selon la revendication 1, dans lequel chaque extrémité desdits conduits (55) comporte une section à brides (60) et lesdits collecteurs comportent des mortaises d'accouplement brides (60). 7.- Procédé de refroidissement d'une feuille chaude, comprenant les étapes consistant à prévoir une multiplicité d'ensembles à aJutages s'étendant en direction généralement horizontale et espacés, chacun d'entre eux comportant un conduit d'alimentation en air qui s'étend longitudinalement, avec des orifices débouchant dans une surface extérieure dudit conduit; à mettre en place un premier et un second collecteurs d'air à distance latérale l'un de l'autre à l'extérieur desdits ensembles à ajutages; à relier une première extrémité de chacun desdits conduits audit premier collecteur d'air, pour permettre le passage de fluide de refroidissement entre ledit premier collecteur et ledit conduit; à relier la seconde extrémité de chacun desdits conduits audit second collecteur d'air, pour permettre le passage de fluide de refroidissement entre ledit second collecteur et ledit conduit; et & alimenter en fluide de refroidissement lesdits premier et second collecteurs de sorte que de l'air soit délivré auxdits ensembles à aJutages par les deux extrémités desdits conduits. 8.- Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite opération de mise en place consiste à placer lesdits collecteurs d'air en position adjacente aux ensembles à ajutages et à distance d'une zone située au- dessous de ceux-ci. 9.- Procédé selon la revendication 7, comprenant l'opération consistant à donner à la surface dudit conduit munie d'orifices une forme courbe qui correspond généralement à la forme d'une grande surface adjacente d'une feuille à refroidir. 10.- Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre l'opération consistant à distribuer uniformément le fluide de refroidissement issu desdits collecteurs à chacun desdits ensembles à ajutages.