Brevet FR2828190A1 — publié le 20030207

Ensemble de formage à chaud en céramique pour la fabrication de verre plat. L'invention concerne un ensemble de formage à chaud, ou débiteuse, pour la fabrication de verre plat, avec une fente de traction, adaptée à la section transversale d'une feuille de verre à fabriquer, d'un carter en métal précieux qui est entouré par un cadre en céramique à résistance à la chaleur élevée et est maintenu dans celui-ci. Pour l'étirage de verre plat, on utilise dans le procédé de Fourcault, en tant que débiteuses, ce qu'on appelle des ensembles de formage à chaud en céramique ou autres matériau réfractaire, qui nagent sur la masse de verre fondu du fait que leur densité est inférieure à la densité du verre à étirer qui est extrait vers le haut à travers la débiteuse. Dans ce qui suit, l'expression céramique inclut tous les matériaux réfractaires appropriés. Egalement dans le cas d'un étirage horizontal de verre plat, on utilise de telles débiteuses qui forment un composant de l'ensemble de fusion, par exemple de la cuve de vitrification ou du canal qui est adjacent à la cuve de vitrification. Ces débiteuses sont constituées de ce fait d'un ou plusieurs composants en céramique avec une fente d'étirage disposée horizontale. Ces débiteuses subissent une usure importante. Pour obtenir une fidélité de forme élevée de la fente d'étirage et une durée de vie suffisamment grande de la débiteuse, celles-ci sont munies d'un revêtement en métal précieux, par exemple en platine ou en alliage de platine, de sorte que seul ce revêtement vient en contact avec l'écoulement de verre et constitue en conséquence le matériau de contact avec le verre. Dans ce cas, le revêtement est constitué d'un produit en forme de carter monté dans la fente d'étirage, un carter en métal précieux qui peut en outre être aussi chauffé électriquement directement pour éviter un refroidissement prématuré de l'écoulement de verre. Dans le cas de ces débiteuses revêtues d'un cater en métal précieux, il existe cependant l'inconvénient que le matériau de base de l'ensemble de formage et le revêtement en métal précieux présentent des variations de dilatation thermique différentes, c'est-à-dire que le revêtement en métal précieux a une dilatation linéaire plus élevée que le matériau de base, par exemple céramique, de l'ensemble de formage à chaud. Ceci agit défavorablement en particulier lors du chauffage de l'ensemble de formage à chaud et lors de variations de la température de traitement du verre à étirer. La dilatation linéaire plus élevée du métal précieux par rapport à la céramique en tant que matériau de base conduit à ce que le revêtement fait des plis dans la fente d'étirage qui non seulement entraînent des défauts dans le verre mais conduisent également à une prédétérioration du revêtement en métal précieux et à une attaque plus forte par l'écoulement de verre. De ce fait, la durée de vie de l'ensemble de formage à chaud est raccourcie. Un autre inconvénient réside en ce que les débiteuses connues présentent une répartition de température défavorable pour le processus d'étirage, qui ne peut pas être réglée individuellement. C'est un but de la présente invention d'améliorer un ensemble de formage à chaud du type cité à l'introduction de telle manière que la fente d'étirage conserve sa fidélité de forme lors du chauffage et lors d'une modification de la température de traitement du verre à étirer. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que le cadre en céramique est constitué de composants longitudinaux et de composants transversaux, les composants longitudinaux du cadre en céramique et les montants longitudinaux du carter en métal précieux étant adjacents les uns aux autres mais maintenus coulissants axialement de manière limitée les uns sur les autres et que les montants longitudinaux du carter en métal précieux sont tendus en position étirée par des ressorts de traction. Avec cette construction de l'ensemble de formage à chaud, le cadre en céramique est divisé en composants individuels de sorte que, avec la précontrainte des montants longitudinaux du carter en métal précieux, les gauchissements du revêtement causés par des dilatations linéaires différentes peuvent être évités. Les montants longitudinaux du carter en métal précieux peuvent coulisser axialement de manière limitée sur les composants longitudinaux du cadre en métal précieux. Les ressorts de traction sur les montants longitudinaux du carter en métal précieux maintiennent toujours les montants longitudinaux en position étirée et assurent ainsi la fidélité de forme de la fente d'étirage qui est prédéfinie par l'ouverture du carter en métal précieux. Une fixation simple pour les composants transversaux du cadre en céramique est obtenue par le fait que les composants transversaux du cadre en céramique sont maintenus dans des montants transversaux en forme de poche du carter en métal précieux, lesquels sont ouverts vers l'extérieur et sont reliés de manière fixe aux montants longitudinaux du carter en métal précieux par leurs montants latéraux. Si on prévoit, dans une autre forme de réalisation, que les montants longitudinaux et les montants latéraux des montants transversaux en forme de poche du carter en métal précieux font saillie sur les composants transversaux du châssis en céramique en tant qu'éléments de raccordement, le carter en métal précieux peut être chauffé directement et les ressorts de traction peuvent être montés directement sur les éléments de raccordement. L'isolation électrique est obtenue de manière simple par le fait que des conducteurs pour des tensions de chauffage sont montés sur les éléments de raccordement et que ces éléments de raccordement sont reliés par des ressorts de traction qui sont montés, de manière électriquement isolée, sur un cadre d'ensemble recevant et entourant le cadre en céramique. Si on prévoit, selon une autre forme de réalisation, que les composants longitudinaux du cadre en céramique sont maintenus sur au moins une tige de guidage orientée longitudinalement et que des ressorts de compression s'appuient aux extrémités des composants longitudinaux du cadre en céramique, lesquels s'appuient en outre sur des butées réglables des tiges de guidage fixées dans le cadre d'ensemble, même dans le cas d'une rupture des composants longitudinaux du cadre en céramique, des parties de ceux-ci ne se sépareront pas du cadre en céramique assemblé du fait que les ressorts de compression les maintiennent avant comme après sur les tiges de guidage. La pression exercée sur les composants longitudinaux peut être modifiée et ajustée par les butées réglables. Ceci se produit de la manière la plus simple par le fait que les extrémités des tiges de guidage faisant saillie hors des composants longitudinaux du cadre en céramique sont réalisées sous forme de parties filetées sur lesquelles des boulons sont réglables en tant que butées. Pour le chauffage direct du carter en métal précieux, il existe diverses possibilités, les montants longitudinaux pouvant aussi être fixés de manières différentes. Ainsi, selon une forme de réalisation, on peut prévoir que les éléments de raccordement adjoints à chacun des deux montants longitudinaux du carter en métal précieux peuvent être branchés sur une tension de chauffage particulière. Les deux tensions de chauffage peuvent être choisies avec la même valeur ou des valeurs différentes. L'alimentation du carter en métal précieux peut cependant être également effectuée de telle manière qu'une tension de chauffage peut être branchée seulement aux éléments de raccordement adjoints à un montant longitudinal du carter en métal précieux ou qu'une tension de chauffage peut être branchée à seulement deux éléments de raccordement du carter en métal précieux disposés en diagonale. Il s'offre finalement, pour l'alimentation différente des circuits, une autre possibilité par le fait qu'au moins les deux montants longitudinaux du carter en métal précieux sont constitués de bandes de métal précieux d'épaisseurs différentes. L'invention sera expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté au dessin annexé. Dans ce dessin : la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble de formage à chaud avec un cadre en céramique divisé et un carter en métal précieux maintenu en position étirée et les figures 2 à 4 représentent diverses variantes d'alimentation pour le carter en métal précieux. Comme le montre la coupe de la figure 1, la fente d'étirage est déterminée par un carter en métal précieux 10. L'ouverture du carter en métal précieux 10 correspond à la section transversale de la bande de verre plat à fabriquer. Ce carter en métal précieux 10 est constitué de deux bandes longitudinales et de deux traverses en forme de poche en tant que montants longitudinaux 11 et 12 et en tant que montants transversaux 13 et 14. Les montants transversaux 13 et 14 sont ouverts vers l'extérieur et reçoivent des composants transversaux 23 et 24 séparés du cadre en céramique 20. Les montants latéraux des montants transversaux 13 et 14 sont reliés de manière fixe aux montants longitudinaux 11et 12 de sorte qu'un écoulement de verre ne peut pas pénétrer dedans. Les montants longitudinaux 11 et 12 forment avec les montants latéraux des montants transversaux 13 et 14 des éléments de raccordement 16 qui sont en saillie par rapport aux composants transversaux 23 et 24 du cadre en céramique 20. Les conducteurs 18 pour les tensions de chauffage sont montés sur ces éléments de raccordement 16 qui peuvent également être reliés au carter en métal précieux 10 sous forme de pièces séparées. Des ressorts de traction 17 sont en outre en prise sur ces éléments de raccordement 16 et maintiennent en position étirée, sous précontrainte mécanique, les montants longitudinaux 11 et 12 du carter en métal précieux 10. Les ressorts de traction 17 sont fixés à un cadre d'ensemble 30, par l'intermédiaire de pièces 15 électriquement isolantes, qui est en règle générale constitué de métal et entoure et reçoit l'ensemble de formage à chaud. Les composants longitudinaux 21 et 22 du cadre en céramique 20 sont adjacents aux côtés extérieurs des montants longitudinaux 11 et 12 du carter en métal précieux 10 mais ne leur sont pas reliés de manière fixe de sorte qu'ils peuvent coulisser axialement les uns contre les autres de manière limitée. Les composants longitudinaux 21 et 22 sont maintenus sur au moins une tige de guidage 25, des ressorts de compression 26 s'appuyant sur leurs faces frontales en étant maintenus sur les tiges de guidage 25 et s'appuyant à leurs autres extrémités sur des butées 27 réglables. Ces butées 27 sont réalisées sous forme de boulons et peuvent être déplacées sur les extrémités des tiges de guidage 25 réalisées sous forme de parties filetées 28. Les tiges de guidage 25 sont fixées dans le carter d'ensemble 30. Les composants longitudinaux 21 et 22 du cadre en céramique 20 sont, même en cas de rupture, maintenus sur les tiges de guidage 25. Bien entendu, d'autres conformations de construction peuvent être également choisies pour la contrainte de traction sur les montants longitudinaux 11 et 12 du carter en métal précieux 10 et pour la contrainte de compression sur les composants longitudinaux 21 et 22 du cadre en céramique 20, ainsi que pour la réception des composants transversaux 23 et 24 du cadre en céramique 20, sans sortir du cadre et de la zone d'utilisation de la présente invention. Comme le montrent les figures 2 à 4, le circuit électrique équivalent du carter en métal précieux 10 est constitué de quatre résistances montées sous forme de cadre, les résistances R11et R12 étant déterminées essentiellement par les montants longitudinaux 11 et 12 du carter en métal précieux 10 et les résistances 13 et 14 par les montants transversaux 13 et 14 en forme de poche du carter en métal précieux 10. Si on utilise, conformément à la figure 2, deux tensions de chauffage U1 et U2 qui sont formées sur les éléments de raccordement 16 adjoints aux deux montants longitudinaux 11 et 12, les courants de chauffage sont égaux lorsque R11=R12, R13=R14 ainsi que U1=U2. Lorsque des tensions de chauffage U1 et U2 différentes sont branchées, les courants de chauffage peuvent être choisis de valeurs différentes dans les deux bras. Une autre possibilité de variation est offerte par le fait d'utiliser, au moins pour les montants longitudinaux 11 et 12 du carter en métal précieux 10, des bandes de métal précieux d'épaisseurs différentes. Ceci est indiqué à la figure 3 par les résistances R11et R12'. Pour une épaisseur supérieure du montant longitudinal 12, la résistance R12' est inférieure à la résistance R11. Si une tension de chauffage U1 est appliquée au montant longitudinal 11, on peut obtenir, par un choix correspondant de l'épaisseur du montant longitudinal 12, que R11= R13 + R12' + R14, c'est-à-dire que le même courant s'écoule sur les montants longitudinaux 11 et 12. Ceci peut aussi être obtenu, comme le montre la figure 4, par un branchement diagonal de la tension de chauffage U1 lorsque R11+ R14 = R13 + R12. On doit reconnaître de cela que diverses possibilités existent pour l'alimentation et le chauffage individuels du carter en métal précieux 10, qui peuvent être utilisées de cas en cas. REVENDICATIONS 1. Ensemble de formage à chaud, ou débiteuse, pour la fabrication de verre plat, avec une fente de traction, adaptée à la section transversale d'une feuille de verre à fabriquer, d'un carter en métal précieux qui est entouré par un cadre en céramique à résistance à la chaleur élevée et est maintenu dans celui-ci caractérisé en ce que le cadre en céramique (20) est constitué de composants longitudinaux (21,22) et de composants transversaux (23, 24), les composants longitudinaux (21, 22) du cadre en céramique (20) et les montants longitudinaux (11, 12) du carter en métal précieux (10) étant adjacents les uns aux autres mais maintenus coulissants axialement de manière limitée les uns sur les autres et que les montants longitudinaux (11,12) du carter en métal précieux (10) sont tendus en position étirée par des ressorts de traction (17). 2. Ensemble de formage à chaud selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants transversaux (23,24) du cadre en céramique (20) sont maintenus dans des montants transversaux (13,14) en forme de poche du carter en métal précieux (10), lesquels sont ouverts vers l'extérieur et sont reliés de manière fixe aux montants longitudinaux (11,12) du carter en métal précieux (10) par leurs montants latéraux. 3. Ensemble de formage à chaud selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les montants longitudinaux (11,12) et les montants latéraux des montants transversaux (13,14) en forme de poche du carter en métal précieux (10) font saillie sur les composants transversaux (23, 24) du châssis en céramique (20) en tant qu'éléments de raccordement. 4. Ensemble de formage à chaud selon la revendication 3, caractérisé en ce que des conducteurs (18) pour des tensions de chauffage (U1, U2) sont montés sur les éléments de raccordement (16) et que ces éléments de raccordement (16) sont reliés par des ressorts de traction (17) qui sont montés, de manière électriquement isolée, sur un cadre d'ensemble (30) recevant et entourant le cadre en céramique (20). 5. Ensemble de formage à chaud selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les composants longitudinaux (21,22) du cadre en céramique (20) sont maintenus sur au moins une tige de guidage (25) orientée longitudinalement et que des ressorts de compression (26) s'appuient aux extrémités des composants longitudinaux (21,22) du cadre en céramique (20), lesquels s'appuient en outre sur des butées(27) réglables des tiges de guidage (25) fixées dans le cadre d'ensemble (30). 6. Ensemble de formage à chaud selon la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités des tiges de guidage (25) faisant saillie hors des composants longitudinaux (21,22) du cadre en céramique (20) sont réalisées sous forme de parties filetées (28) sur lesquelles des boulons sont réglables en tant que butées (27). 7. Ensemble de formage à chaud selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de raccordement (16) adjoints à chacun des deux montants longitudinaux (11,12) du carter en métal précieux (10) peuvent être branchés sur une tension de chauffage particulière (U1, U2). 8. Ensemble de formage à chaud selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux tensions de chauffage (U1, U2) peuvent être choisies avec la même valeur ou des valeurs différentes. 9. Ensemble de formage à chaud selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une tension de chauffage (U1 ou U2) peut être branchée seulement aux éléments de raccordement (16) adjoints à un montant longitudinal (11 ou respectivement 12) du carter en métal précieux (10). 10. Ensemble de formage à chaud selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une tension de chauffage (U1 ou respectivement U2) peut être branchée à seulement deux éléments de raccordement (16) du carter en métal précieux (10) disposés en diagonale. 11. Ensemble de formage à chaud selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins les deux montants longitudinaux (11,12) du carter en métal précieux (10) sont constitués de bandes de métal précieux d'épaisseurs différentes.