Brevet FR3085676A1 — publié le 20200313

DISPOSITIF DE CONVOYAGE DE FEUILLES DE VERRE L'invention concerne le domaine des dispositifs de convoyage à rouleaux de feuilles de verre chaudes. Des feuilles de verre sont amenées à être convoyées à l'état chaud sur un lit de rouleaux en vue de les mener à un dispositif apte notamment à les bomber ou à les tremper ou semi-tremper. A plus de 400°C et surtout à plus de 500°C, les feuilles sont à une température à laquelle elles deviennent sensibles au contact, notamment au piquage en cas de présence sur un rouleau d'une particule non souhaitée, de sorte que les rouleaux de convoyage sont susceptibles de les marquer. De plus, les rouleaux de convoyage entrent au contact de la face inférieure des feuilles, en l'absence de tout contact avec leur face supérieure, ce qui peut engendrer un profil thermique asymétrique dans l'épaisseur des feuilles susceptible de les cintrer de façon incontrôlée, et/ou, après refroidissement, de leur conférer une anisotropie de contraintes internes. Notamment, si après leur chauffage lors de leur convoyage par un lit de rouleau, les feuilles sont soumises à un refroidissement rapide de trempe ou de semi-trempe, l'inhomogénéité de leur chauffage se traduit par des défauts optiques bien connus du type iridescences visibles à l'ceil nu. De tels défauts peuvent par ailleurs être combattus par différents moyens comme par exemple décrits dans W02018/051029. Selon l'invention, on a eu l'idée de réduire les défauts inhérents au contact de rouleaux de convoyage avec des feuilles de verre en réduisant la force de pression due au poids des feuilles sur les rouleaux à l'aide d'au moins un coussin d'air. Un coussin d'air comprend un caisson dont une face est munie d'orifices par lesquels de l'air est soufflé. Comme le fait l'homme du métier, on désigne donc par « coussin d'air » ce caisson. Selon l'invention, on place entre deux rouleaux, dits rouleaux voisins, un coussin d'air soufflant vers la face inférieure des feuilles afin de réduire le poids apparent des feuilles pour ces rouleaux. Deux rouleaux sont dits voisins et forment une paire de rouleaux voisins en l'absence d'autre rouleau entre eux. Le coussin d'air ne doit pas exercer une force vers le haut si forte que le contact des feuilles avec les rouleaux serait perdu, car alors ceux-ci ne pourraient plus entraîner les feuilles 2 dans la direction de convoyage souhaitée. Avantageusement, on équipe le lit de rouleaux d'une pluralité de coussins d'air, formant ainsi une pluralité de paires de rouleaux voisins, de façon à exercer cet effet d'allègement sur plus qu'une seule paire de rouleaux voisins. Selon cette configuration, on a une alternance 5 de rouleaux et de coussins d'air sur une certaine distance, au moins un coussin d'air étant placé entre deux rouleaux voisins et au moins un rouleau étant placé entre deux coussins d'air voisins (expression signifiant l'absence d'autre coussin d'air entre ces deux coussins d'air voisins), et ce pour une suite de plus de deux rouleaux successifs, notamment 3, 4, 5, 6 rouleaux successifs, voire 10 plus. Un rouleau peut faire partie de deux paires différentes de rouleaux voisins comme c'est le cas du rouleau central d'une suite de trois rouleaux. L'invention concerne ainsi un dispositif de convoyage de feuilles de verre en défilement comprenant un lit de rouleaux apte à supporter les feuilles selon une surface de supportage et à les entraîner par leur face inférieure, au moins 15 un coussin d'air étant disposé sous la surface de supportage des feuilles entre deux rouleaux voisins du lit de rouleaux, ledit coussin d'air étant apte à souffler de l'air vers la face inférieure desdites feuilles pour les supporter partiellement. Ce supportage est partiel car les rouleaux continuent de supporter le verre mais avec une pression due au poids du verre inférieure à celle en l'absence de 20 coussin d'air. Le verre est donc supporté partiellement par le coussin d'air et partiellement par les rouleaux voisins touchant la feuille. Le coussin d'air comprend une face supérieure orientée vers la face inférieure des feuilles, ladite face supérieure étant munie d'orifices au travers desquels de l'air est soufflée vers les feuilles. Avantageusement, le coussin d'air suit la forme des 25 rouleaux voisins en s'élargissant vers le haut de sorte à augmenter l'aire de sa face supérieure et donc le nombre d'orifices de soufflage. Pour ce faire, le coussin d'air s'élargit entre la cote passant par l'axe des rouleaux voisins et sa cote supérieure correspondant à sa surface de soufflage, laquelle se trouve sous la surface de supportage des feuilles par les rouleaux voisins. Le lit de 30 rouleaux est généralement sensiblement horizontal. Il est généralement plan. Il convoie généralement des feuilles de verre planes. Ainsi, si l'on admet que les points de contact entre une feuille et un rouleau est une ligne, les lignes de contact pour le verre des rouleaux du lit de rouleaux sont dans un même plan. 3 Le cas échéant, des empilements de feuilles, généralement 2 feuilles, peuvent défiler sur le lit de rouleaux. Cependant, les feuilles défilent généralement à l'état individuel (non empilées) sur le lit de rouleau, c'est-à-dire l'une derrière l'autre. Le dispositif selon l'invention est apte à convoyer le verre 5 dans une direction de convoyage par entrainement des feuilles par le lit de rouleaux, le coussin d'air réduisant la pression due au poids des feuilles sur au moins un rouleau voisin touchant le verre, généralement deux rouleaux voisins touchant le verre. Généralement la distance entre l'axe d'un rouleau voisin et l'orifice d'éjection d'air le plus proche d'un coussin d'air est inférieur à 100 mm. 10 Avantageusement, le soufflage d'air vers une feuille par un ou plusieurs coussin(s) d'air produit une réduction de la pression de la feuille sur les rouleaux qui la touchent équivalant à une réduction de son poids d'au moins 10%, voire d'au moins 20%, voire d'au moins 30% voire d'au moins 40%, voire d'au moins 50%. De préférence, le ou les coussin(s) d'air exerce(nt) une 15 pression vers le haut pour que le poids apparent du verre pour les rouleaux qui le touchent soit compris entre 5 et 80% et de préférence entre 10 et 70% de son poids normal. On cherche de préférence à ce que le ou les coussin(s) d'air allège(nt) le poids du verre pour que le verre n'ai plus qu'un poids apparent pour les rouleaux qui le touchent équivalent à 0,5 à 2,5 mm d'épaisseur de 20 verre. Il convient que le soufflage d'air ne soit pas si puissant que le verre perde tout contact avec les rouleaux. En effet, il faut que le verre appuie suffisamment sur les rouleaux pour que ceux-ci puissent l'entraîner dans la direction de convoyage. Bien entendu, la pression exercée par le coussin d'air dépend de 25 l'épaisseur du verre. Pour que le coussin d'air soit efficace, il est préférable que la différence entre la cote passant par la surface de supportage des feuilles par les rouleaux voisins et la cote de la face supérieure du coussin d'air soit comprise entre 0,1D et 9D, et de préférence entre 0,3D et 6D, D étant la plus petite dimension d'orifice du coussin d'air. En effet, ces orifices peuvent être 30 circulaires mais peuvent aussi être allongés comme une fente, auquel cas la plus petite dimension des orifices est la largeur de l'orifice perpendiculairement à la direction d'extension de la fente. On peut dire que la plus petite dimension d'un orifice est la longueur du plus petit segment passant par le barycentre surfacique de l'orifice et joignant les deux bords de l'orifice. De tels orifices en 4 fente sont généralement disposés de sorte que la direction de leur plus grande dimension (ou direction d'extension de la fente) soit perpendiculaire à la direction de convoyage du verre. Les orifices du coussin d'air délivrant l'air peuvent avoir une plus petite dimension d'ouverture comprise dans le domaine 5 allant de 0,3 à 3,5 mm et généralement 0,4 à 2,5 mm. La distance entre le coussin d'air (cote la plus haute du coussin correspondant à la cote d'éjection de l'air) et le verre est généralement comprise dans le domaine allant de 0,5 à 5 mm et généralement 0,5 à 3 mm. L'invention trouve une utilité pour le transport sur rouleaux de verre 10 chaud dont la température est supérieure à 400°C, voire même supérieure à 500°C, notamment comprise entre 400 et 700°C, et plus particulièrement entre 500 et 680°C. Généralement, le dispositif selon l'invention comprend une enceinte munie d'un moyen de chauffage dans laquelle se trouve le lit de rouleau et le(s) coussin(s) d'air, le moyen de chauffage étant apte à chauffer les 15 feuilles de verre à une température supérieure à 400°C, voire même supérieure à 500°C, généralement inférieure à 700°C, notamment comprise entre 400 et 700°C, et plus particulièrement entre 500 et 680°C. L'enceinte est généralement chauffée à une température comprise entre 400 et 700°C. Afin d'éviter la formation dans l'épaisseur du verre d'un profil thermique 20 asymétrique, lequel pourrait conduire à un cintrage non-désiré, on administre avantageusement sur sa face supérieure un traitement thermique équivalent à celui reçu par sa face inférieure. Ainsi, afin d'imiter le soufflage d'air par le coussin d'air, le dispositif selon l'invention peut comprendre une buse de soufflage d'air apte à souffler de l'air vers la face supérieure des feuilles, ladite 25 buse étant disposée en face du coussin d'air, de l'autre côté du verre par rapport au coussin d'air. Bien entendu, l'air soufflé par cette buse procure un effet thermique au verre sensiblement équivalent à celui provoqué par le coussin. Afin que la buse n'exerce pas une force de pression vers le bas trop forte qui viendrait contrecarrer la force de pression vers le haut exercée par le 30 coussin d'air, cette buse est suffisamment éloignée du verre. Ses orifices de soufflage peuvent avoir une dimension comprise dans le domaine allant de 0,3 mm à 5 mm. De même, afin d'imiter dans son effet thermique un rouleau de convoyage du verre, on peut disposer une pièce longitudinale au-dessus du verre et en face dudit rouleau, la direction longitudinale de la pièce longitudinale 5 étant parallèle à l'axe du rouleau. Ceci est réalisé avantageusement pour une pluralité de rouleaux du lit de convoyage et notamment pour les rouleaux « voisins ». Ainsi, le dispositif peut comprendre une pièce longitudinale disposée au-dessus des feuilles de verre et en face d'un rouleau voisin, la 5 direction longitudinale de la pièce longitudinale étant parallèle à l'axe dudit rouleau voisin. De préférence, l'air éjecté par un coussin d'air est à une température égale ou voisine à celle que l'on souhaite donner au verre. De même, l'air éjecté par une buse soufflant vers une face supérieure du verre est de 10 préférence à une température égale ou voisine à celle que l'on souhaite donner au verre. Généralement, cette température est comprise entre 400 et 700°C. Le dispositif selon l'invention comprend avantageusement une pluralité de coussins d'air disposés sous la surface de supportage des feuilles entre des rouleaux voisins, et le cas échéant une pluralité de buses de soufflage d'air 15 aptes à souffler de l'air vers la face supérieure des feuilles, lesdites buses étant disposées en face de coussins d'air (une buse en face d'un coussin d'air), et le cas échéant une pluralité de pièces longitudinales disposée au-dessus des feuilles de verre, lesdites pièces longitudinales étant disposées en face de rouleaux voisins (une pièce longitudinale en face d'un rouleau voisin). Après 20 passage par le dispositif selon l'invention, les feuilles de verre peuvent être soumises à un traitement de trempe ou de semi-trempe. Pour ce traitement, les feuilles sortent généralement d'une enceinte chaude à une température comprise entre 400 et 700°C et passent entre des buses de soufflage d'air de refroidissement. Ces buses soufflent sur les deux faces du verre pour lui 25 administrer un refroidissement rapide. Ce traitement de trempe ou de semi- trempe est bien connu de l'homme du métier. Ainsi, l'invention concerne également un dispositif de fabrication de feuilles de verre trempées ou semitrempées comprenant le dispositif de convoyage de feuilles de verre selon l'invention, les feuilles de verre y ayant été portées à une température comprise 30 entre 400 et 700°C, ce dispositif de convoyage étant alors suivi d'un dispositif de soufflage d'air capable d'administrer une trempe ou une semi-trempe aux feuilles de verre. L'invention concerne également un procédé de convoyage de feuilles de verres par le dispositif selon l'invention, au moins un coussin d'air entre deux 6 rouleaux voisins exerçant un soufflage d'air vers la face inférieure des feuilles afin de réduire la pression des feuilles de verre sur les rouleaux voisins. Notamment, les feuilles de verre sont généralement chauffées à une température comprise entre 400 et 700°C pendant le convoyage. Après 5 convoyage et chauffage entre 400 et 700°C, les feuilles peuvent être trempées ou semi-trempées. L'invention est également applicable à des feuilles de verre de grande dimension, par exemple 6 x 3 m. Ainsi l'invention est notamment applicable à des feuilles de verre dont l'aire d'une face principale est comprise dans le 10 domaine allant de 0,5 à 20 m2. Les feuilles de verre peuvent notamment avoir une épaisseur comprise dans le domaine allant de 2 à 20 mm. La figure 1 représente en perspective un lit 1 de rouleaux comprenant une pluralité de rouleaux 2, 3, 4 et une pluralité de coussins d'air 5, 6, 7, 8. Ces rouleaux sont destinés à convoyer des feuilles de verre défilant les unes 15 derrière les autres vers la droite sur la figure, posées sur les rouleaux, lesdites feuilles étant non représentées. Entre les rouleaux sont disposés les coussins d'air 5, 6, 7, 8 munis d'orifices 9 pour souffler de l'air vers la face inférieure du verre et ainsi faire baisser le poids apparent du verre pour les rouleaux. Les rouleaux 2 et 3 forment une paire de rouleaux voisins. De même, les rouleaux 3 20 et 4 forment une paire de rouleaux voisins. Le rouleau 3 fait donc partie de deux paires différentes de rouleaux voisins. On a ainsi une alternance de rouleaux et de coussins d'air, un coussin d'air étant placé entre deux rouleaux voisins et un rouleau étant placé entre deux coussins d'air voisins. La surface de supportage des feuilles par les rouleaux est constituée par les lignes 10, 11, 12, lesquelles 25 sont dans un même plan. Chaque coussin d'air s'élargit entre la cote 13 passant par l'axe des rouleaux et la cote passant par la surface de supportage des feuilles par les rouleaux voisins, c'est-à-dire la cote des lignes 12, 11, 10. En fait, la plus haute cote du coussin d'air, c'est-à-dire celle de la surface 14 comprenant les orifices d'éjection de l'air, n'atteint pas celle des lignes 12, 11, 30 10 de la surface de supportage puisque sinon, il y aurait un contact entre le verre et les coussins d'air, ce qu'il convient d'éviter, ou alors le verre ne toucherait plus les rouleaux, ce qu'il convient également d'éviter. Ainsi, la différence d entre la cote passant par la surface de supportage des feuilles par 7 les rouleaux et la cote de la face supérieure du coussin d'air est comprise entre 0,1 D et 9D, D étant le diamètre des orifices du coussin d'air. La figure 2 représente en vue de côté un lit 21 de rouleaux comprenant notamment les rouleaux 22, 23, 24. Ces rouleaux convoient la feuille de verre 5 25. Entre les rouleaux sont disposés des coussins d'air 26, 27, 28 munis d'orifices pour souffler de l'air vers la face inférieure du verre et ainsi faire baisser le poids apparent du verre pour les rouleaux. De façon à ce que la face supérieure du verre reçoive un traitement thermique équivalent à celui reçu par la face inférieure, on a disposé au-dessus du verre des buses de soufflage 29, 10 30, 31 et des pièces longitudinales 32, 33, 34, 35. Les buses de soufflage sont placées en face des coussins d'air de l'autre côté de la surface de supportage et donc également du verre. Elles ont une forme équivalente à celle des coussins d'air sauf que leur partie évasée est tournée vers le bas. Les pièces longitudinales sont disposées en face des rouleaux de l'autre côté du plan de 15 convoyage. La direction longitudinale des pièces longitudinales est parallèle à l'axe des rouleaux 22, 23, 24. De la sorte les buses et les pièces longitudinales forment au-dessus du verre, une configuration ayant un effet thermique sensiblement identique à celui exercé par les rouleaux et les coussins d'air. On estime que les deux faces des feuilles peuvent ainsi subir des traitements 20 thermiques sensiblement identiques. La figure 3 montre en vue de dessus une surface de soufflage de coussin d'air comprenant des orifices 30 adaptés à la présente invention. Ces orifices ont la forme de fentes dont la direction d'extension 31 est perpendiculaire à la direction de convoyage 32 des feuilles. La plus petite 25 dimension de ces orifices correspond à la largeur de ces fentes, laquelle est aussi la longueur du plus petit segment 34 passant par le barycentre surfacique 33 de l'orifice et joignant les deux bords 35 et 36 de l'orifice. 8 5 1. 2. 10 3. 15 20 4. 5. 25 6. 30 7.