Brevet FR2827273A1 — publié le 20030117

Procédé et dispositif pour la fabrication de billes de verre L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication de billes de verre. Les procédés connus sont très coûteux et conduisent de ce fait à des coûts de fabrication élevés. Il est ainsi connu de découper dans un bloc de verre des pièces maniables ou des cubes et ensuite de les arrondir, ainsi que de prétailler dans un tambour. Les billes brutes ainsi résultantes sont taillées grossièrement, taillées finement, rodées et polies, c'est-à-dire soumises à une pluralité de reprises à froid. Les mêmes inconvénients sont aussi donnés lorsque des sections de cylindre sont séparées, en tant qu'éléments de départ, de barreaux de verre. Lors de la fabrication des barreaux de verre, des étranglements sont faits qui sont démoulés sous forme de billes. La corde de verre peut aussi être interrompue par pression d'air ou au moyen d'un disque rotatif, de telle sorte que des petites particules de verre sont pulvérisées ou répandues, lesquelles se forment en billes du fait de la tension superficielle. Dans ce cas, cependant, la dimension des billes à fabriquer est déjà limitée à un diamètre inférieur à 1 mm. C'est un but de l'invention de créer un procédé de fabrication de billes de verre avec lequel un grand nombre de billes de verre brutes, également de plus grand diamètre, peuvent être fabriquées de manière très simple. Ce but est atteint selon l'invention, grâce au fait qu'un écoulement de verre sortant d'un réservoir d'alimentation contenant une masse de verre fondu est alimenté entre deux cylindres entraînés en synchronisme dans la direction d'écoulement mais en sens contraire, qui présentent des cuvettes en forme de demi-billes réparties sur la périphérie et qui forment, dans la zone d'une tangente de contact imaginaire, des boutons successifs en forme de billes sur une bande de verre mince, que l'épaisseur de la bande de verre est fixée par l'écartement des cylindres en dehors des cuvettes dans la zone de la tangente de contact, qu'après refroidissement de la bande de verre avec les boutons en forme de billes, des billes brutes sont séparées de la bande de verre au moyen d'un dispositif de séparation et que ces billes brutes sont soumises à une reprise de surface a froid. La bande de verre mince avec les boutons en forme de billes se raccorde en une pluralité de billes brutes qui, après le refroidissement, peuvent être séparées de la bande de verre mince de manière simple au moyen du dispositif de séparation du fait que la bande de verre mince est formée avec des amorces de rupture. La séparation peut alors être effectuée dans un tambour. Il est en outre important que les deux cylindres soient entraînés en synchronisme et en sens contraire et que les cuvettes soient disposées sur l'enveloppe des cylindres de telle manière que, dans la zone de la tangente de contact imaginaire, elles soient toujours alignées l'une avec l'autre et forment les boutons en forme de billes. Un décalage périphérique ou axial des cuvettes qui se rencontrent doit être évité, ce qui peut être obtenu le plus simplement par un entraînement des cylindres réglé en synchronisme en correspondance. Du fait que les billes brutes sont obtenues avec une dépense relativement faible, des passes de travail additionnelles ne sont plus nécessaires avant la reprise à froid. un développement de l'invention prévoit que la bande de verre est conformée, entre les boutons en forme de billes, sous forme d'amorces de rupture d'une épaisseur d'environ 1,5 mm. Des épaisseurs plus grandes ne présentent plus de bonnes amorces de rupture. Avec des épaisseurs plus faibles, il existe le danger que, lors de la séparation, des fissures se forment aussi dans la zone des billes brutes. Selon un autre développement, on prévoit que les cylindres sont chauffés à environ 270 à 300 C au moyen d'une chaleur rayonnante. De cette manière, de trop grandes différences de température entre les cylindres et la bande de verre avec les boutons sont évitées et une formation de fissures dans le verre est évitée. Pour des types de verre à faible viscosité, une paire de cylindres dans l'installation d'étirage suffit en règle générale du fait que la solidification et un laminage mince suffisant s'achèvent approximativement en même temps. Pour des types de verres plus visqueux, ces deux mécanismes ne sont pas atteints avec une paire de cylindres. On doit prévoir une cascade de cylindres avec 2 à 3 paires de cylindres. Pour qu'une continuité régulière de l'écoulement de verre le long des cylindres et dans les cuvettes soit atteinte, un développement prévoit que l'écoulement de verre est amené hors du réservoir d'alimentation aux cylindres à une température comprise entre 1000 et 1200 C et à une faible viscosité de 1 à 50 dPa., de préférence environ 10 dPa, pour un débit de 200 à 250 g/min. Pour des verres trop visqueux, la bande de verre, c'est-à-dire les amorces de rupture, peuvent ne pas être laminées assez minces. Afin que les boutons prennent déjà une forme de bille la meilleure possible, on doit choisir le diamètre des cylindres entre 100 et 250 mm et le rayon des cuvettes est de 3 à 10 mm. Pour exploiter de manière optimale la périphérie des cylindres pour former des boutons, on peut prévoir, selon une forme de mise en oeuvre du procédé de l'invention, d'utiliser des cylindres dans lesquels les cuvettes sont disposées sur les surfaces des cylindres selon un pas uniforme en rangées périphériques, les rangées périphériques adjacentes étant respectivement imbriquées les unes dans les autres et décalées d'un demi-pas. La bande de verre, en tant qu'amorce de rupture et support des boutons en forme de billes, est de ce fait limitée à de courtes longueurs entre les boutons. Un dispositif de fabrication de billes de verre par le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir d'alimentation contenant une masse de verre fondu, des moyens d'alimentation en un écoulement de verre d'un dispositif de moulage comprenant deux cylindres entraînés en synchronisme en sens contraire, lesdits cylindres étant munis de cuvettes en forme de demi-billes de manière à former une bande de verre mince avec des boutons en forme de billes, le dispositif comprenant des moyens de refroidissement de la bande de verre à sa sortie du dispositif de moulage et un dispositif de séparation des boutons de la bande de verre refroidie sous forme de billes brutes qui sont ensuite soumises à une reprise de surface a froid. Le procédé et le dispositif selon l'invention seront maintenant expliqués plus en détail à l'aide du dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique en élévation d'un dispositif de moulage. Le réservoir d'alimentation 10 du dispositif selon l'invention peut par exemple être constitué par le réservoir d'étirage d'une installation d'étirage d'une unité de fabrication de verre plat, dans lequel la masse de verre fondu est amenée, par une fente de sortie, sous forme d'écoulement de verre 11, à deux cylindres 20. 1 et 20. 2 entraînés en synchronisme en sens inverse. Les surfaces d'enveloppe des cylindres 20. 1 et 20. 2 sont munies de rangées périphériques de cuvettes 21 en forme de demi-billes qui sont disposées selon un pas uniforme et sont séparées respectivement les unes des autres par des zones périphériques 22 des cylindres 20. 1 et 20.2. A l'emplacement d'écartement le plus faible des cylindres 20. 1 et 20. 2 tournant dans la direction d'écoulement de l'écoulement de verre 11, c'est-à-dire de la tangente de contact imaginaire, il subsiste de ce fait une fente qui détermine l'épaisseur de la bande de verre 13 qui s'écoule à travers, tandis que les cuvettes 21 des deux cylindres 20. 1 et 20. 2 qui se rencontrent dans cette zone en étant dirigées l'une vers l'autre forment dans cette bande de verre 13 des boutons 12 en forme de billes. Dans ce cas, les cuvettes 21 entrant dans cette zone la plus étroite sont d'abord remplies par l'écoulement de verre 11qui est serré, par le passage à l'emplacement muni de la fente, sous la forme des boutons 12. La fente est choisie entre 1,3 et 1,5 mm et l'écoulement est amené entre les cylindres 20. 1 et 20. 2 à une température de 1000 à 1200 C pour un débit de 200 à 250 g/min. On utilise dans ce cas une masse de verre fondu ayant une faible viscosité de 1 à 50 dPa, de préférence 10 dPa, qui réalise de manière sûre le processus de remplissage des cuvettes 21. Les cylindres 20. 1 et 20. 2 ont un diamètre de 100 à 200 mm et les cuvettes 21 un rayon de 3,5 à 6 mm lorsqu'on fabrique des billes de 7 à 12 mm de diamètre. Pour éviter la formation de fissures dans les boutons 12, les cylindres 20. 1 et 20. 2 sont chauffés à une température de 270 à 350 C au moyen d'un chauffage rayonnant. Plusieurs rangées périphériques de cuvettes 21 peuvent être disposées en direction axiale, qui sont décalées d'un demi-pas les unes par rapport aux autres et imbriquées les unes dans les autres pour obtenir des amorces de rupture les plus courtes possibles entre les boutons 12. Les amorces de rupture sont fixées par l'épaisseur de la bande de verre 13 et déterminées par la dimension de la fente entre les cylindres 20. 1 et 20. 2. De ce fait, la bande de verre 13 entre les boutons 12 ne doit pas être trop épaisse et la valeur la plus faible est également critique pour que, lors de l'arrachage des billes brutes 14 dans la bande de verre 13, une formation de fissures dans les billes brutes 14 soit évitée. L'opération de séparation a lieu, après le refroidissement et le durcissement de la bande de verre 13 munie des boutons 12, au moyen d'un dispositif de séparation, par exemple un tambour ou respectivement un dispositif à chocs. Les billes brutes 14 ainsi obtenues sont soumises à une reprise de surface a froid qui, selon l'état de surface souhaité, peut comprendre un taillage grossier, un taillage fin, un rodage et/ou un polissage. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de billes de verre, caractérisé en ce qu'un écoulement de verre (11) sortant d'un réservoir d'alimentation (10) contenant une masse de verre fondu est alimenté entre deux cylindres (20. 1, 20.2) entraînés en synchronisme dans la direction d'écoulement mais en sens contraire, qui présentent des cuvettes (21) en forme de demi-billes réparties sur la périphérie et qui forment, dans la zone d'une tangente de contact imaginaire, des boutons (12) successifs en forme de billes sur une bande de verre mince (13), que l'épaisseur de la bande de verre (13) est fixée par l'écartement des cylindres (20. 1, 20. 2) en dehors des cuvettes (21) dans la zone de la tangente de contact, qu'après refroidissement de la bande de verre avec les boutons (12) en forme de billes, des billes brutes (14) sont séparées de la bande de verre (13) au moyen d'un dispositif de séparation (15) et que ces billes brutes (14) sont soumises à une reprise de surface a froid. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de verre (13) est conformée, entre les boutons (12) en forme de billes, sous forme d'amorces de rupture d'une épaisseur d'environ 1,5 mm. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cylindres (20. 1, 20. 2) sont chauffés à environ 270 à 300 C au moyen d'une chaleur rayonnante 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écoulement de verre (11)est amené hors du réservoir d'alimentation (10) aux cylindres (20.1, 20.2) à une température comprise entre 1000 et 1200 C et à une faible viscosité de 1 à 50 dPa, de préférence environ 10 dPa, pour un débit de 200 à 250 g/min. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre des cylindres (20. 1 et 20. 2) est compris entre 100 et 250 mm et le rayon des cuvettes est de 3 à 10 mm. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise des cylindres (20. 1 et 20. 2) dans lesquels les cuvettes (21) sont disposées sur les surfaces des cylindres selon un pas uniforme en rangées périphériques, les rangées périphériques adjacentes étant respectivement imbriquées les unes dans les autres et décalées d'un demi-pas. 7. Dispositif pour la fabrication de billes de verre par le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir d'alimentation (10) contenant une masse de verre fondu, des moyens d'alimentation en un écoulement de verre (11) d'un dispositif de moulage comprenant deux cylindres (20. 1, 20. 2) entraînés en synchronisme en sens contraire, lesdits cylindres (20. 1, 20. 2) étant munis de cuvettes (21) en forme de demi-billes de manière à former une bande de verre (13) mince avec des boutons (12) en forme de billes, le dispositif comprenant des moyens de refroidissement de la bande de verre (13) à sa sortie du dispositif de moulage et un dispositif de séparation (15) des boutons (12) de la bande de verre (13) refroidie sous forme de billes brutes (14) qui sont ensuite soumises à une reprise de surface a froid.