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Procédé et machine pour étirer des tubes ou baguettes en verre.
La présente invention concerne un procédé et une machine permettant d'étirer des tubes ou baguettes en verre ou toute autre matière se solidifiant en passant par l'état visqueux et plus particulièrement un tel procède ou une telle machine suivant lequel ou dans laquelle les tubes ou baguettes sont étirés verticalement ou à peu près verticalement à partir d'un four. suivant l'invention, tout le bain à partir duquel les tubes ou baguettes sont étirés, ou bien une partie de celui-ci, est animé d'un mouvement de rotation par rapport à l'axe d'éti-
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rage.
Grâce à ce mouvement le bain sera en mouvement continu, remué, de sorte qu'il se produit une composition de verre homogène particulièrement favorable pour la composition des tubes ou baguettes étirés. Dans le but d'augmenter le plus possible la pureté du verre, la partie de la surface du bain à partir de laquelle les tubes ou baguettes sont étirés est séparée de la surface restante sans que la communication en- tre les masses de verre situées au-dessous de ces parties en soit empêchée.
Suivant l'invention, la partie de la surface du bain à partir de laquelle les tubes ou baguettes sont étirés est entourée par des pièces protectrices grâce auxquelles il est possible -de régler le chauffage de la partie du verre à par- tir de laquelle le verre est étiré. On a constaté qu'ainsi on obtient des avantages qui sont dûs à la température rela- tivement basse que prend la partie du verre à partir de la- quelle les tubes ou baguettes sont étirés.
Suivant l'invention les tubes ou baguettes étirés peu- vent être conduits, à l'état mou, . travers un dispositif de profilage pour que celui-ci leur donne une section déter- minée.
La machine faisant l'objet de l'invention est caractéri- sée en ce que le four lui-même ou.;un organe dans le four est doué d'un mouvement rotatif afin de donner à, tout le bain à partir duquel les tubes ou baguettes sont étirés, ou seule- ment à une partie de celui-ci, un mouvement de rotation par rapport à l'axe d'étirage.
On peut imaginer divers modes de réalisation de cette machine. Ainsi on peut établir le four en deux pièces qui sont montées de manière à pouvoir tourner l'une par rapport
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à l'autre, un barrage flottant ou immergé dans le verre étant fixé à l'une de ces pièces. On peut par exemple, munir le four d'une cuve rotative et d'une voûte fixe à laquelle est relié un barrage flottant baignant ou immergé dans le verre. Le verre de la cuve suivra dans une certaine mesure la rotation de la cuve tandis que le barrage est maintenu immobile dans le verre tournant par la voûte fixe et de la sorte remuera pour ainsi dire le bain de verre, ce qui est avantageux à l'homogénéité de ce dernier. on peut également immobiliser la cuve et monter sur elle une voûte tournante.
Lorsqu'on fixe à cette voûte un barrage flottant dans le verre celui-ci sera animé par la voûte d'un mouvement de rotation et donnera ainsi à une certaine partie du bain un mouvement rotatif.
Cependant il est aussi possible que le four soit fixe et qu'à l'intérieur un barrage annulaire soit disposé, un dispo- sitif étant prévu pour animer ce barrage d'un mouvement de rotation par rapport à l'axe d'étirage.
La partie du bain à partir de laquelle les tubes oua- guettes sont étirés peut être entourée par des organes grâce auxquels il est possible de régler la température du verre de la dite partie. De ce fait la surface du bain à partir de la- quelle les tubes ou baguettes sont étirés pourra avoir une température inférieure à celle du verre restant. Ceci faci- lite la formation d'un cône de verre à partir de laquelle les tubes ou baguettes doivent se produite. suivant l'invention, le four peut comporter un bossage qui, grâce à sa disposition, détermine la zône de départ du verre de la cuve. Ce bossage peut présenter un alésage cen- tral qui traverse le fond de la cuve où il peut être relié à un distributeur d'air.
Il est possible de disposer dans
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l'alésage une pièce d'étirage réglable en position.
Le dispositif de profilage destfné à donner aux tubes ou baguettes une section déterminée peut être constitué par une filière ou aussi par des rouleaux ou galets profilés. Ces rouleaux ou galets peuvent être animés d'un mouvement de ro- tation grâce au frottement du verre en cours d'étirage. Il est possible de constituer le dispositif de profilage par plu- sieurs unités disposées l'une à la suite de l'autre. Si l'on veut éviter la production d'arêtes sur les tubes ou baguettes étirés on peut disposer ces unités de manière qu'elles soient décalées angulairement l'une par rapport à l'autre.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exem- ple seulement, une forme de réalisation d'une machine pourvue de tous les perfectionnements ci-dessus spécifiés.
La fig. 1 est une élévation d'ensemble de la machine, avec coupe partielle suivant A-A-A-A de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en plan correspondante avec coupes suivant les lignes B-B-B-B et C-C de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique des pinces d'étirage.
La fig. 4 est une vue en élévation et coupe du four pré- paré pour l'allumage.
La fig. 5 est une vue en plan par dessus du dispositif de profilage des tubes ou des baguettes.
La fig. 6 est une élévation correspondante.
La fig. est une vue en plan du même dispositif repré- senté ouvert.
La fig. 8 montre un câble dont l'extrémité est épanouie pour être plongée dans la masse de verre et amorcer l'étirage.
La fig. 9 est, à plus grande échelle, une coupe vertica- le montrant un détail relatif à la fig. 1. n à
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La fig. 10 représente, en section axiale, un des élé- ments d'un dispositif d'étirage par balladeurs.
La fig. 11 est une vue en plan correspondante.
Les figs. 12, 13, 14 et 15 sont des schémas explicatifs du fonctionnement du dispositif de la fig. 11.
Les figs. 16 à 19 sont des coupes axiales partielles de fours.
La partie inférieure de la machine, qui peut être montée sur une plateforme pourvue de roues afin d'en faciliter les déplacements, comporte un bâti 1 en fonte par exemple, au fond duquel est rapporté un bassin 2 en matière réfractaire, et destiné à contenir le verre en fusion. Une voûte 3, en matière réfractaire, et qui affecte de préférence, la forme d'un corps annulaire de révolution, recouvre le bassin 2 et sa paroi in- terne 4 forme un barrage circulaire dont le bord inférieur est immergé dans la masse de verre 5. Une couronne 6 est disposée à l'intérieur de la paroi 4 et peut tourner autour d'un axe convenablement choisi et par exemple confondu avec l'axe de la cuve 2. Lorsque la couronne 6 est mise en rotation, le ver- re qui se trouve à proximité de ses parois immergées est en- traîné dans ce mouvement de rotation.
Une pièce réfractaire 8 repose sur les bords d'un orifice central mé-iagé au fond de la cuve 2. Le bord supérieur de cette pièce 8 émerge au-dessus de la surface libre de la masse de verre, limitée extérieure- ment par la couronne ou barrage tournant 6. Si l'on doit éti- rer des tubes, un trou axial 9 est ménagé dans la pièce 8 afin de permettre de souffler de l'air ou un autre gaz à l'intérieur du tube. Dans le cas ou l'on étire des baguettes, le trou 9 peut être supprimé. La section des tubes ou baguettes étirés peut être quelconque et déterminée par un dispositif de cali- brage qui sera décrit plus loin.
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Une porte 10, articulée par exemple , un axe 11, permet d'introduire dans le four, soit du verre déjà, fondu, soit une composition dont la fusion réalisera la masse de verre à éti- rer. Cette composition peut être distribuée mécaniquement et à intervalles de temps réglables, par tous moyens appropriés dont il n'est pas nécessaire,à la compréhension de l'inven- tion, de représenter ou de décrire un exemple de réalisation.
Toutefois, on remarquera que la débit moyen de la composition est avantageusement égal au débit du verre étiré sortant de la machine, afin de maintenir le niveau de la masse en fusion dans la cuve 2 aussi constant que possible.
Le chauffage du four peut être réalisé électriquement par des rampes à gaz disposées dans la voûte 14 au-dessus de la masse de verre, ou, de préférence, par un brûleur. Le brû- leur, qui n'est pas figuré sur les dessins et qui peut être de toute disposition appropriée, envoie sa flamme dans la voûte par une ouverture spéciale 12 ménagée dans la paroi de la voûte 3. La flèche 13 de la figure 2 représente le trajet de cette flamme, ainsi que celui des produits de la combustion dans la voûte. L'appel d'air ou tirage est réglé par un obtu- rateur qui peut être constitué par un volet 15 pivoté en 16 et pourvu d'une vis de réglage '17. L'air qui pénètre à l'in- térieur de la voûte est réchauffé par les-gaz chauds ou pro- duits de combustion avant la sortie dé ceux-ci.
Pour ce faire, la voûte est pourvue d'un double orifice qui permet à la flamme et aux gaz de la combustion de se séparer en deux flux entre lesquels le conduit d'arrivée d'air 18 est disposé. A sa partie supérieure, le four est pourvu d'un couvercle 19 qui peut être avantageusement en fonte. L'isolement thermique du four peut être complété par des remplissages en poudre ré- fractaire 20 et 21.
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Comme indiqué dans ce qui procède, la couronne 6 peut être animée d'un mouvement de rotation. Tous moyens appropriés peuvent être employés dans ce but, sans sortir du cadre de l'invention. A titre d'exemple, on peut avoir recours à la disposition suivante: un moteur électrique 22 entraîne, par une vis sans fin 23, une roue tangente 24 calée sur un arbre 25, guidé dans des paliers 26 et 27. Cet arbre porte aussi, à sa partie supérieure, un pignon 28 engrenant avec une couronne dentée 29 qui reposé, par l'intermédiaire de billes 30, ou par l 1 intermédiaire de galets, sur un chemin de roulement 31 fixé par exemple sur le couvercle 19 du four (fig.9). - une gorge circulaire peut être prévue dans le chemin 31 pour le guidage des billes.
Une couronne 32 s'appuie sur un épaule- ment pratiqué dans la couronne dentée 29 et reçoit, sur sa face interne, des tubes 33 reliés à la couronne 6. Le nombre de ces tubes est quelconque et varie avec l'importance de la machine.
Il peut être nécessaire de refroidir, par des jets d'air la surface libre de la masse de verre à l'intérieur de la couronne 6, ainsi que celle de la partie de verre en étirage à sa sortie de la cuve et jusqu'à une certaine hauteur au- dessus de la pièce centrale 9. Pour ce faire, une buse 34 de sortie d'air, est disposée à l'extrémité inférieure de cha- cun des tubes 33.
Pour alimenter ces tubes d'air sous pres- sion convenable, on peut avoir recours au dispositif suivant qui n'est cité qu'à titre d'exemple et auquel on peut subs- tituer tous moyens équivalents; un ventilateur 35, commande directement par le moteur 32, souffle de l'air dans une con- duite 36, à travers un registre de réglage 37, une autre conduite 38 pour aboutir dans un collecteur constitué par une cavité annulaire 39 ménagée entre la partie fixe 31 et
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la partie mobile 29. Les deux parties 31 et 29 sont ajustées l'une par rapport à l'autre aussi exactement que possible de façon à limiter l'importance des fuites d'air. Chaque tube 33 est alimenté d'air par le collecteur 39 auquel il se raccorde comme montré sur le dessin. La solidarisation des pièces 29 et 32 a lieu par tous moyens appropriés tels, entre autres, que des broches.
Le barrage 6 qui, dans l'exemple représenté, est relié angulairement aux tubes 33 est, de préférence, li- bre dans le sens vertical. on peut obtenir ce résultat en prévoyant, sur la partie supérieure du barrage, des encoches destinées à recevoir les extrémités inférieures des tubes ou des doigts qui en sont solidaires. Une enceinte 78, de préférence en matière réfractaire, enveloppe latéralement le puits d'étirage et forme écran circulaire. Cet écran est avan- tageusement pourvu d'une cavité interne dans laquelle peut circuler de l'eau de refroidissement destinée à refroidir au degré voulu la partie du tube ou de la baguette au-dessus de la masse de'verre fondu.
L'écran 78 peut être fixé aux tubes 33 et se prolonger au-dessous des extrémités Inférieures de ces derniers de façon à refroidir le puits dès sa naissance.
Le barrage 6 peut même si on le désire, être fixé directement sur l'écran 78, et extérieurement à celui-ci.
Pour souffler de l'air à l'intérieur du tube en cours d'étirage, on peut prendre une dérivation 40 sur la conduite 36 du ventilateur 35 et raccorder cette dérivation 40 à une conduite 42 qui aboutit au fond de la cavité disposée sous la pièce perforée 8. Un registre' 41 peut être prévu sur la dérivation 40 ainsi qu'un évent 43 pourvu d'une porte 44 qui permet de laisser s'échapper l'excès d'air dans l'atmosphère.
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Pour l'allumage du four, le barrage 6 repose sur le fond de la cuve ou sur une masse de verre solidifiée, l'écran 78 et les tubes 33 étant retirés, on dispose un bouchon 45 à la partie supérieure du four, comme montré par la fig. 4. - Les flèches 46, 47et 48 indiquent sur cette figure le trajet de la flamme et des gaz de combustion. Lorsque la ramollisse- ment de la masse de verre 7 est au degré voulu, et que cette masse s'élève au niveau suffisant, le couvercle ou bouchon réfractaire 45 est retiré et le four, placé en ordre de mar- che comme expliqué dans ce qui précède. On remarquera que l'alimentation du four doit s'effectuer sur un ou plusieurs points de sa périphérie.
Les dispositifs d'étirage qui peuvent être placés sur le four qu'on vient de décrire pour produire de façon conti- nue le débit de tubes ou de baguettes, sont variables. Cet étirage peut même être fait à la main dans certains cas, Ce- pendant, l'invention s'étend à deux dispositifs d'étirage per- fectionnés, décrits ci-après, et qui peuvent, d'ailleurs, s'appliquer à l'étirage continu de verre en tubes ou baguettes à partir d'une masse de verre fondu contenue dans un four ou enceinte absolument quelconque.
Sur le couver-ele du four 19 sont fixées deux colonnes 49 et 50 qui supportent un dispositif de transport des tubes constitué par une chaîne pourvue:
1) de Rinces 51 identiques entre elles et fonctionnant de la même manière dans la même position ;
2) de pinces 52 identiques entre elles, mais différentes des précédentes et fonctionnant de la même manière et dans la même position.
3) de pièces 53 semblables et fonctionnant de la même manière et dans la même position.
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Les pinces 51 et 53 sont fermées sur le parcours E1- E2 et sont ouvertes pendant le reste de leur parcours.Le pinces 52 sont fermées sur le parcours F1- F2 et ouvertes en dehors de ce parcours. Les pinces 51-52-53 peuvent comporter des mécanismes analogues en principe, mais les pinces 53 seules sont pourvues de pièces d'appui 54. La pince 51 com- porte un premier bras 55 angulairememt solidaire d'un second bras 56 formant avec le premier un levier de sonnette. Une rampe fixe 57 détermine l'ouverture de la pince en agissant sur un galet 58 monté à l'extrémité du bras 56. quand le ga- let .'.n'est pas en contact avec la rampe un ressort 59 agit sur la pince pour rappeler le bras 55 contre le tube 60 maintenu contre un mors d'appui comme montré par la fig. 3.
Ce mors d'appui est entaillé de préférence en V de telle sorte qu'il est possible d'utiliser les mêmes pinces pour des tubes ou baguettes dont les sections différent en formes et dimensions. Les surfaces d'appui des tubes peuvent être re- vêtues d'une garniture d'amiante comprimé en toute autre ma- tière équivalente. L'ouverture des pinces 52 s'effectue grâce à l'action d'une rampe fixe 61 qui est disposée de façon à n'avoir aucun contact avec les galets des pinces 51 et 53.
Réciproquement, la rampe 57 est sans action sur les galets des pinces 52. Les pinces sont disposées sur les ruaillons de la chaîne et réunies par des axes 62 sur lesquels sont montés des galets de roulement 63 qui se déplacent dans des guides fixes ou glissières 64 et 65 (fig. 3). Les axes 62 sont entretoisés par des maillons 66 de la chaîne, laquelle est montée sur deux paires de roues dentées disposées à sa partie supérieure en 67 et, à sa partie inférieure en 68.
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Le mouvement de la chaîne et des pinces peut être assuré de la manière suivante: l'arbre 25 est pourvu d'un pignon 70 relié par chaîne à un pignon 71 calé sur un arbre 72 à la partie supérieure duquel est calée une vis sans fin 74 en prise avec une roue tangente 69 de commande de la chaîne. On peut faire varier la vitesse d'étirage en modifiant les rap- ports de transmission entre les arbres 25 et 72 et, par exem- ple, en interposant entre des deux arbres un changement de .vitesses de toute disposisiton appropriée.
Une des caractéristiques essentielles de l'invention ré- side en ce que les tubes ou baguettes de verre sont- calibrés par un dispositif spécial tel que celui représenté en détail par les figs. 5 à 7. Dans .1 'exemple représenté, ce dispositif comporte une tête 77 en deux pièces articulées sur un même support 83 qui se fixe à toute hauteur convenable le long d'une des colonnes 49 et 50. Chacune des parties de la tête
77 est évidée pour recevoir des galets 76 montés fous sur des axes convenables, et dont le profil de gorge est déterminé suivant la forme du contour extérieur de la section transver- sale du tube ou de la baguette à obtenir.
Dans l'exemple re- présenté, les galets sont choisis pour calibrer des tubes de section ronde et la forme des gorges de ces galets est telle que, lorsque les deux parties de la tête 77 sont rapprochées et maintenues l'une contre l'autre, les gorges se juxtaposent de façon à être tangentes à la surface latérale externe du cylindre qui constitue le tube ou baguette. Il est clair qu'on pourrait obtenir tout profil désiré par un choix convenable de la forme des gorges des galets 76.
L'invention concerne l'application d'un tel dispositif aux machines à étirer le verre en tubes ou baguettes, mais ce dispositif peut être
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doublé ou même triplé par des dispositifs semblables disposés les uns au dessus des autres et décalés angulairement les uns par rapport aux autres, de telle sorte que les gorges d'un galet d'un dispositif effacent les arêtes qui ont pu se pro- duire sur la surface externe du tube l'endroit de la jonc- tion des profils des gorges de deux galets adjacents du dis- positif immédiatement inférieur. Les galets peuvent être pour- vus de caractères, de saillies ou d'empreintes de façon à marquer sur le verre des indications de provenance et à prati- quer des entailles facilitant le tronçonnage du tube ou de la baguette.
Le verrouillage des deux parties 77 de la tête du dispositif peut être réalisé par tous moyens appropriés, non représentés sur le dessin. Corme montré sur le dessin, le dispositif est pourvu d'une jupe troconique destinée reje- ter, dans une zone extérieure au puits détirage les impuretés ou particules qui pourraient tomber dans le puits.
A sa sortie du ou des dispositifs 75-77, le tube ou la baguette est entraîné par les pinces plus haut décrites et actionné en tronçons de longueur désirée par un dispositif spécial dont la caractéristique a été énoncée dans l'intro- duction à la présente description. L'organe de tranchage de ce dispositif peut être constitué par un fer qui glace le ver- re lorsque celui-ci est encore suffisamment chaud, ou par un disque ou molette mince tournant rapidement dans un plan normal à l'axe d'étirage, et dont la rotation est par exemple assurée par un moteur électrique.
Pour obtenir une coupure bien nette, le disque attaque le tube normalement à l'axe de celui-ci et pendant la pénétration dans le verre, la molette et le tube se déplacent en translation le long de l'axe d'é- tirage, à la même vitesse. Pour ce faire, le disque est animé de deux mouvements essentiels: une translation parallèle à
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celle du tube et de même vitesse sur le trajet E1- E2, et un mouvement transversal par rapport au tube; ce mouvement transversal étant alternatif intermittent. Les moyens qui permettent de réaliser ces conditions sont extrêmement varia- bles et peuvent être réalisés à l'aide de tout système ciné- matique approprié synchronisé avec les mouvements de la chaî- ne et des pinces. C'est pourquoi on n'a pas représenté ces moyens sur le dessin.
Toutefois, il est avantageux de monter le disque directement sur l'arbre d'un moteur électrique, le- quel est supporté par un bâti pouvant glisser transversale- ment à l'axe d'étirage lorsque, dans son mouvement d'ascension avec la chaîne, il rencontre par exemple des cames ou rampes de profils appropriés, si l'on fixe, ce bâti sur la monture d'une pince 53 par exemple, la chaîne sera pourvue d'autant de dispositifs de tranchage que de pinces 53, ce qui n'impli- que pas forcément que les trois disques travaillent successi- vement dans leur ordre de déplacement; des disques peuvent en effet, travailler de deux en deux ou de toute autre manié- re selon la longueur des tubes à trancher.
De plus, la liaison entre le bâti du dispositif de tranchage et la chaîne peut n'être qu'intermittente et obtenue par exemple au moyen d'un dispositif de verrouillage mécanique ou par un dispositif à électro-aimant produisant un collage temporaire. Le bâti sui- vra ainsi le mouvement d'ascension d'une pince 53 pendant une partie seulement du trajet E1- E2. Lorsque le disque aura terminé son travail de coupe, il sera ramené en arrière en conservant son mouvement à translation à la vitesse du tube et s'effacera pour ne pas écraser les tubes ou baguettes pendant le mouvement de descente qui le ramené à sa position initiale.
Dans ces conditions, il est clair qu'on pourrait A
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n'employer qu'un seul dispositif de tranchage périodiquement accouplé avec chacune des pinces 53 lorsque celles-ci parcou- rent le trajet El - E2. De toute manière on pourra n'alimenter le moteur, ou les moteurs, de commande des disques, que lors- que le disque devra entrer en action pour trancher un tube ou une baguette. Cette alimentation pourra être obtenue par un trolley ou tout dispositif équivalent. On remarquera que la pièce 54 s'oppose à toute flexion du tube ou de la baguette lorsque la molette entre exaction.
Après tranchage, le changement de direction des pinces en quittant le trajet rectiligne E1 - pour passer sur les roues 67, sépare nettement le tube supérieur du tube immédia- tement inférieur en cours d'étirage. L'extrémité 79 du tube étiré ne frotte pas contre l'extrémité 80 du tube détaché de telle sorte que la séparation s'effectue d'une façon nette et sans ruptures irrégulières. Le tube détaché est transporté par les pinces comme montré sur la fig. 1, jusqu'en F2 où une pince 52 abandonne le tube ou baguette qui est reçu dans une boîte ou gouttière 84 sur la face inclinée de laquelle il se couche en s'écartant de la trajectoire des pinces.
Les figs. 10 à 15 montrant une deuxième forme de réali- sation d'un dispositif d'étirage des tubes ou baguettes. Ce dispositif comporte plusieurs mécanismes identiques fonction- nant successivement et de façon que l'étirage se poursuive Sans interruption. On peut par exemple employer deux mécanis- mes disposés au-dessus du puits d'étirage et symétriquement par rapport à l'axe d'étirage, comme montré par le schéma des figs. 12 à 15.
Chaque mécanisme comporte (fig. 10) une vis 86 touril- lonnée à ses extrémités lisses dans des bâtis fixes 87. Cette vis porte deux engrenages 88 et $9 tourillonnés sur elles,
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mais butés longitudinalement. Ces deux engrenages sont entre- toisés par des tiges 90 disposées parallèlement à la vis 86.
Deux autres tiges 91 et 92 sont tourillonnées à leurs extré- mités dans des portées convenables des engrenages 88 et 89, mais solidarisés, de ces derniers dans le sens longitudinal.
Les tiges 91 et 92 ainsi que les tiges 90, servent de glis- sières ,un coulisseau ou balladeur 93 aux extrémités diamé- trales duquel sont prévus des bras 94 et 95 sur lesquels sont pivotés deux autres bras 96 pourvus de mors 97 à leur èxtrémi- tés et qui peuvent se rapprocher ou s'écarter pour former pinces de préhension des tubes ou baguettes de verre. Les bras 96 sont commandés autour de leurs pivots par une cré- maillère commune 98 engrenant avec deux pignons 99 angulaire- ment solidaires des bras.
Des ressorts sont prévus et par exemple interposés entre les engrenages 99 et les bras 96 pour en assurer la liaison angulaire, et de telle sorte que ces ressorts agissent seuls pour achever la course des bras dans le sens de leur rapprochement en vue de permettre le ser- rage de tubes ou baguettes de diamètres différents.
Les crémaillères 98 sont attelées par biellettes 100 à des manivelles calées sur les tiges 92 et pouvant coulisser le long de ces dernières. Les manivelles sont maintenues en translation sur la pièce 93 par des couronnes 101, .ou moyens équivalents. Les engrenages 102 le long desquels ils peuvent coulisser sans dégrener, ces pignons 102 étant périodiquement actionnés par tout mécanisme approprié synchronisé, de pré- férence, avec la comniande en rotation de la vis 86.
Cette dernière porte un engrenage 103 engrené avec un pignon h longue denture 104 qui reçoit son mouvement d'un renvoi 105 le reliant à une source de puissance convenable par l'inter-
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médiaire d'un inverseur de muvement périodique fonctionnant automatiquement et dont la disposition, qui peut être quelcon- que, n'est pas caractéristique de l'invention.
La vis 86 peut aussi être animée de translations axiales alternatives par une came 106 calée sur un arbre synchronisé avec les autres mouvements du mécanisme.
Chacune des tiges 91 et 92 est pourvue, à sa partie su- périeure, d'un mécanisme de commande angulaire actionné par exemple par tout dispositif électrique approprié dont l'ali- mentation a lieu par contact de frotteurs 107 sur des couron- nes conductrices 109 et 110 disposées co-axialement à la vis 86 et fixées par rapport à celle-et sur le bâti 98. Ces cou- ronnes conductrices sont mises en circuit sur une source de courant à intervalles de temps déterminés par un dispositif tel, par exemple, qu'un commutateur automatique dont le mou- vement est synchronisé avec les autres mouvements du mécanis- me. Ce commutateur peut être de toute disposition appropriée sans sortir du cadre de l'invention et n'est pas représenté sur le dessim.
L'invention s'étend aussi au cas où la comman- de angulaire des tiges 91 et 92 est obtenue mécaniquement par des mécanismes convenables synchronisés avec la commande de la vis 86, et dans le but d'obtenir les résultats exposés ci-après. Le fonctionnement est le suivant:
Sur les schémas des figs. 12 à 15, les deux mécanismes semblables sont disposées symétriquement par rapport à l'axe d'étirage; les pinces 96 de la fig. 10 sont, pour le dispo- sitif de droite, désignées par a et b et par c et d pour le mécanisme de gauche, sur les figs. 12 à 15. on supposera que l'étirage est amorcé et qu'un tube 60 vient d'être sectionné en 111, le tronçon détaché étant main-
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tenu par la pince a qui est fermée.
Le balladeur 93 qui forme écrou le long de la vis 86, et qui supporte les pinces a et bj effectue une demi-rotation pour se placer comme montré sur la fig. 13. - Cette demi-rotation est réalisée par les pignons 102 actionnés au moment convenable et qui entraînent les engrena- ges 88 et 89 et l'ensemble des tiges 90, 91 et 92 autour de la vis 86. Le mécanisme de gauche, dont la pince c serre le tube en cours d'étirage, poursuit son ascension en effectuant l'étirage. Lorsque la pince c arrive au sommet de sa course, une nouvelle coupe est effectuée par un appareil à trancher tel, en principe, que décrit à propos de la forme de réalisa- tion de la fig. 1. Le balladeur 93 du mécanisme de droite, grâce à la rotation de la vis, est redescendu après avoir libéré le tronçon du tube 60, qui est reçu dans tout récepta- cle approprié.
La pince a est ouverte par le jeu de la cré- maillère 98 et des pignons 99 dont le mouvement a été provo- qué par un demi tour de la tige 91 ou 92, grâce à la commande électrique citée plus haut. Le mécanisme de gauche effectue à son tour, une demi rotation pour évacuer le tronçon de tube 60 détaché tandis que le mécanisme de droite a saisi, par la pince b qui a fait un demi tour et s'est refermée, le tube en cours d'étirage. L'étirage, se poursuit donc de façon continue, l'arrêt des pinces en position correcte étant, s'il y a lieu, déterminé par des verrous élastiques qui s'effacent automati- quement lorsque le pignon 102 entre en action pour faire pivoter le mécanisme de 1800.
On voit que la vis 86, tournant alternativement dans un sens ou dans l'autre, assure la montée et la descente péric- diques du ballateur 93. Bien entendu, les mouvements des vis des mécanismes de droite et de gauche sont,,convenablement
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phases pour obtenir les résultats qu'on vient d'indiquer. On remarquera que les bras 96 des pinces sont en position ouverte (tracé mixte de la fig. 11) effacés par rapport à l'axe d'é- tirage de façon à permettre la rotation, au moment voulu, du balladeur 93 et de l'ensemble d'un mécanisme, sans accrocher le tube que l'autre mécanisme étire.
Le rôle de la came 106 est le suivant : au moment ou la baguette ou tube de verre est sectionné, la vis 86 du méca- nisme qui tient par ses pinces le tronçon du tube détaché est soulevée par la came 106 de façon à réaliser une séparation certaine du tronçon 60 et du tube ou baguette en cours d'éti- rage.
Il est évident qu'on peut employer plus de deux pinces par mécanisme et plus de deux mécanisme par appareil, ces mécanismes étant, bien entendu, convenablement conjugués pour permettra l'étirage continu du verre et l'éacuation des tronçons détachés.
Dans l'exemple illustré par la figure 16, la partie su- périeure fixe du four comporte le puits d'étirage 101 à double paroi avec circulation d'eau, mais cette double paroi est fixe, ce qui permet de simplifier son montage sur la voûte 102. La partie inférieure du four ou cuve est disposée pour pouvoir tourner autour d'un axe théorique confondu avec l'axe d'étirage. Pour ce faire, la cuve 103 comporte sur le fond de son enveloppe de métal 104, une portée 105 qui s'ap- puie, par l'intermédiaire de billes 106, sur une crapaudine- support 107. Le centrage est en outre assuré par engagement d'un manchon 108 dans une portée cylindrique axiale 109 de la crapaudine.
La commande en rotation de la cuve est obtenue très simplement au moyen d'un ou plusieurs pignons meneurs 110
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à longue denture, engrenant avec une denture 111 taillée ou ,rapportée sur l'enveloppe 104 de la cuve. Celle-ci peut être élevée ou abaissée sans que le pignon 110 et la denture 111 cessent d'être en prise. La cuve reçoit, un revêtement ré- fractaire 103. Le revêtement 103 comporte un bossage central 112 perforé pour le passage d'une pièce d'étirage 113 égale- ment réfraotaire et dont le réglage en hauteur par rapport au niveau de la masse de verre contenue dans la cuve, est obtenu par un dispositif d'écrou 114 à volant 115. lorsqu'on étire des tubes, la pièce 113 est percée; elle peut être pleine lorsqu'on étire des baguettes.
La partie supérieure fixe du four comporte une enveloppe métallique 116 et un revêtement réfractaire ou voûte 102 avec cône central 118 dans lequel se fixe la chemise de circula- tion d'eau du puits d'étirage 101. Cette chemise se prolonge jusqu'au niveau inférieur d'un plateau réfractaire 117 fixé . de toute manière appropriée sur le cône 118 et contre les bords duquel s'appuie le barrage réfractaire 119 flottant dans la masse de verre en fusion. Le barrage 119 ne tourne pas ; il est immobilisé par appui sur le plateau 117 ou bien 11 peut être rendu solidaire angulairement de celui-ci.
L'amorçage de l'étirage, à partir de l'extrémité supérieure de la pièce 113,.a lieu comme expliqué plus haut.
L'étanchéité de l'enceinte de chauffage du four est obtenue de la manière suivante :
Une double collerette 120 est rapportée par un joint co- nique 121a sur le bord supérieur de l'enveloppe métallique 104 de la cuve et sa partie externe plonge dans une goutti- re circulaire 121 fixée de toute manière convenable sur la partie supérieure fixe du four. Une arrivée d'eau froide a
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lieu par une conduite 122 dans la gouttière, et le niveau dans celle-ci est déterminé par un ou plusieurs trop-pleins 123. Le joint hydraulique ainsi réalisé s'oppose à toute sor- tie des fumées dans l'atmosphère et à toute entrée d'air in- tempestive dans le four.
Pour ouvrir le four, il suffit de séparer la collerette 120 et le bord conique 121a de l'enveloppe 104. On peut alors dégager la cuve, tandis que la collerette 120 reste suspendue à la gouttière circulaire 121.
L'alimentation de la-,cuve alloua travers une porte s'ouvrant sous la voûte 102, ou par une goulotte réfractaire 124 à tra- vers laquelle peut s'écouler soit du verre fondu, soit la composition dont la fusion doit donner le verre.
Un ou plusieurs brûleurs 125 assurent la température désirée de la masse de verre. Les produits de la combustion' s'échappent, après circulation sous la voûte, à travers un carneau d'échappement et traversent, s'il y a lieu, un récupé- rateur de chaleur pour s'échapper par une cheminée, comme expliqué plus haut.
Le fonctionnement est le suivant:
Le verre fondu ou la composition s'écoule par la goulotte 124 et tombe sur la masse tournante appelée par l'étirage à l'intérieur du barage fixe 119 qui en assure le brassage.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 17, la cuve 103 est également tournante et montée comme dans l'exemple précédent, les mêmes chiffres de référence désignent d'ail- leurs les mêmes organes ou des organes correspondants sur toutes les figures du dessin. Mais, dans ce cas, le barrage réfractaire 119 est solidaire du revêtement de la cuve et il est perforé en 126 pour la passage du verre. L'alimentation
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de la cuve a lieu par la goulotte 124 dans l'espace annulaire 127. Le verre fondu pénètre à l'intérieur du barrage 119 à travers les perforations ou lumières 126 comme indiqué par les flèches.
La. figure 18 montre un four à cuve fixe. La pièce ré- fractaire conique 128, qui porte la chemise d'eau du puits d'étirage 101, est tournante et entraînée. Mais le fond de la cuve 103 n'est pas perforé pour le passage de la pièce d'é- tirage ; celle-ci est remplacée par un ajutage réfractaire 129 pourvu d'une semelle ajourée 130 qui flotte dans la masse de verre en s'appuyant contre le bord inférieur du barrage 119 maintenu d'autre part, contre le bord du plateau tournant 117 fixé à la pièce 128. La poussée mise en jeu par le déplacement du verre suffit à assurer la liaison angulaire entre les trois parties 117 - 119 - 130 qui tournent avec le puits d'étirage.
On peut aussi rendre ces trois pièces solidaires ou les immo- biliser angulairement par tous moyens appropriés. iorsqu'on étire des baguettes, l'ajutage 129 est remployé, de préférence, par une partie pleine. Pour l'étirage des tubes,.la disposi- tion est celle du dessin, le verre s'élevant dans le conduit axial 131 à un niveau voisin de celui de la masse de verre dans la cuve. Il convient de remarquer, dans le cas d'étirage des tubes, que la surface 132 du verre reste libre et, afin d'éviter son entraînement. la partie 129 présente un bord 133 qui 'dépasse légèrement le niveau 132.
La figure 19 montre un four µ. cuve tournante 103 et puits d'étirage fixe 101, comme dans les exemples des figures 16 et 17 mais avec un dispositif d'étirage analogue à celui de la figure 18. Dans ce cas, les trois éléments 117-119-130 sont fixés angulairement par rapport à la chemise d'eau 101, soit
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du fait de leur adhérence sous la poussée du verre, soit qu'on les solidarise ou qu'on les immobilise par tous moyens appro- priés. Compte tenu de ces remarques, les autres dispositions et le fonctionnement restent ceux qu'on vient d'exposer dans ce qui précède.
Comme indiqué dans ce qui précède, les perfectionnements qu'on vient de décrire peuvent être appliqués séparément sur des machines à étirer le verre déjà, connues ou combinés en nombre quelconque sur ces mêmes machines. Ils peuvent aussi être simultanément appliqués à la réalisation d'une machine nouvelle qui comporte, ainsi qu'on l'a vu, un four pour la production ou la fusion d'une masse de verre et qui, étant de dimensions réduites, peut trouver son emploi dans des indus- triels où la verrerie n'est pas la partie essentielle de la production. Ces perfectionnements sont- susceptibles de formes de réalisation différentes par leurs détails et leurs dispo- sitions constructives.
Toutes ces formes de réalisation sont, pour autant qu'elles mettent en oeuvre les caractéristiques exposées dans ce qui précède et ne changent rien- au but pour- suivi, comprises dans le cadre de l'invention.
-:- REVENDICATIONS -:-
1.- Un procédé permettant d'étirer verticalement des tu- bes ou baguettes en verre à partir d'un four, caractérisé en ce qu'on donne tout ou partie du bain à partir duquel les tubes ou baguettes sont étirés un mouvement de rotation par rapport à l'axe d'étirage.
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EMI1.1
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Method and machine for stretching glass tubes or rods.
The present invention relates to a method and a machine for drawing tubes or rods made of glass or any other solidifying material passing through the viscous state and more particularly such a process or such a machine according to which or in which the tubes or chopsticks are stretched vertically or roughly vertically from an oven. according to the invention, the entire bath from which the tubes or rods are drawn, or else a part of it, is driven by a rotational movement with respect to the drawing axis.
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rage.
Thanks to this movement, the bath will be in continuous movement, stirred, so that a homogeneous glass composition is produced which is particularly favorable for the composition of the drawn tubes or rods. In order to increase the purity of the glass as much as possible, the part of the surface of the bath from which the tubes or rods are drawn is separated from the remaining surface without communication between the masses of glass located at the bottom. below these parts is prevented.
According to the invention, the part of the surface of the bath from which the tubes or rods are drawn is surrounded by protective parts thanks to which it is possible to regulate the heating of the part of the glass from which the glass is stretched. It has been found that in this way advantages are obtained which are due to the relatively low temperature taken by the part of the glass from which the tubes or rods are drawn.
According to the invention, the stretched tubes or rods can be driven, in the soft state,. through a profiling device so that this gives them a determined section.
The machine forming the subject of the invention is characterized in that the furnace itself or.; A member in the furnace is provided with a rotary movement in order to give to, the whole bath from which the tubes or rods are stretched, or only a part thereof, in a rotational motion relative to the stretching axis.
One can imagine various embodiments of this machine. Thus we can establish the furnace in two parts which are mounted so as to be able to rotate with respect
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at the other, a boom floating or submerged in glass being attached to one of these parts. One can for example, provide the furnace with a rotating tank and a fixed vault to which is connected a floating dam bathing or submerged in the glass. The glass in the vessel will to some extent follow the rotation of the vessel while the barrier is held stationary in the rotating glass by the fixed arch and thus will stir the glass bath so to speak, which is advantageous to the homogeneity of the latter. one can also immobilize the tank and mount a rotating vault on it.
When a dam floating in the glass is fixed to this vault, the latter will be animated by the vault with a rotational movement and thus give a certain part of the bath a rotary movement.
However, it is also possible for the furnace to be fixed and for an annular barrier to be placed inside, a device being provided to animate this barrier with a rotational movement relative to the drawing axis.
The part of the bath from which the wafer tubes are drawn may be surrounded by members by which it is possible to regulate the temperature of the glass of said part. As a result, the surface of the bath from which the tubes or rods are drawn may have a temperature lower than that of the remaining glass. This facilitates the formation of a glass cone from which the tubes or rods are to occur. according to the invention, the furnace may include a boss which, by virtue of its arrangement, determines the starting area of the glass in the tank. This boss can have a central bore which passes through the bottom of the tank where it can be connected to an air distributor.
It is possible to have in
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the boring one piece adjustable in position.
The profiling device destfné to give the tubes or rods a determined section can be constituted by a die or also by profiled rollers or rollers. These rollers or rollers can be driven by a rotational movement by virtue of the friction of the glass being drawn. It is possible to constitute the profiling device by several units arranged one after the other. If one wishes to avoid the production of edges on the drawn tubes or rods, these units can be arranged so that they are angularly offset with respect to each other.
The accompanying schematic drawing shows, by way of example only, one embodiment of a machine provided with all of the improvements specified above.
Fig. 1 is an overall elevation of the machine, with partial section along A-A-A-A of FIG. 2.
Fig. 2 is a corresponding plan view with sections taken along lines B-B-B-B and C-C of FIG. 1.
Fig. 3 is a schematic view of the drawing clamps.
Fig. 4 is a view in elevation and in section of the oven prepared for ignition.
Fig. 5 is a plan view from above of the device for profiling the tubes or rods.
Fig. 6 is a corresponding elevation.
Fig. is a plan view of the same device shown open.
Fig. 8 shows a cable, the end of which is open to be immersed in the mass of glass and to initiate drawing.
Fig. 9 is, on a larger scale, a vertical section showing a detail relating to FIG. 1.n to
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Fig. 10 shows, in axial section, one of the elements of a stretching device by balladeurs.
Fig. 11 is a corresponding plan view.
Figs. 12, 13, 14 and 15 are explanatory diagrams of the operation of the device of FIG. 11.
Figs. 16 to 19 are partial axial sections of furnaces.
The lower part of the machine, which can be mounted on a platform provided with wheels in order to facilitate movement, comprises a frame 1 in cast iron for example, at the bottom of which is added a basin 2 of refractory material, and intended to contain molten glass. A vault 3, made of refractory material, and which preferably takes the shape of an annular body of revolution, covers the basin 2 and its internal wall 4 forms a circular dam, the lower edge of which is immersed in the mass of glass. 5. A ring 6 is disposed inside the wall 4 and can rotate around an axis suitably chosen and for example coincident with the axis of the tank 2. When the ring 6 is rotated, the worm. re which is located near its submerged walls is drawn into this rotational movement.
A refractory piece 8 rests on the edges of a central hole cut into the bottom of the tank 2. The upper edge of this piece 8 emerges above the free surface of the glass mass, limited on the outside by the ring or rotating dam 6. If tubes have to be stretched, an axial hole 9 is made in part 8 to allow air or another gas to be blown inside the tube. In the case where sticks are stretched, hole 9 can be omitted. The section of the drawn tubes or rods can be arbitrary and determined by a calibration device which will be described later.
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A door 10, articulated for example, a pin 11, makes it possible to introduce into the furnace either already molten glass or a composition whose melting will produce the mass of glass to be stretched. This composition can be dispensed mechanically and at adjustable time intervals, by any suitable means of which it is not necessary, for the understanding of the invention, to represent or describe an exemplary embodiment.
However, it will be noted that the average flow rate of the composition is advantageously equal to the flow rate of the drawn glass leaving the machine, in order to keep the level of the molten mass in the tank 2 as constant as possible.
The heating of the furnace can be carried out electrically by gas ramps placed in the vault 14 above the mass of glass, or, preferably, by a burner. The burner, which is not shown in the drawings and which can be of any suitable arrangement, sends its flame into the vault through a special opening 12 made in the wall of the vault 3. The arrow 13 in FIG. 2 represents the path of this flame, as well as that of the combustion products in the vault. The air intake or draft is regulated by a shutter which may be constituted by a flap 15 pivoted at 16 and provided with an adjusting screw '17. The air which enters the interior of the vault is reheated by the hot gases or combustion products before exiting them.
To do this, the vault is provided with a double orifice which allows the flame and the combustion gases to separate into two flows between which the air inlet duct 18 is arranged. At its upper part, the oven is provided with a cover 19 which can advantageously be made of cast iron. The thermal insulation of the furnace can be supplemented by refractory powder infills 20 and 21.
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As indicated in what proceeds, the crown 6 can be driven by a rotational movement. Any suitable means can be used for this purpose, without departing from the scope of the invention. By way of example, one can have recourse to the following arrangement: an electric motor 22 drives, by a worm 23, a tangent wheel 24 wedged on a shaft 25, guided in bearings 26 and 27. This shaft also carries , at its upper part, a pinion 28 meshing with a toothed ring 29 which rests, by means of balls 30, or by the intermediary of rollers, on a raceway 31 fixed for example on the cover 19 of the furnace ( fig. 9). - A circular groove can be provided in the path 31 for guiding the balls.
A crown 32 rests on a shoulder formed in the toothed crown 29 and receives, on its internal face, tubes 33 connected to the crown 6. The number of these tubes is arbitrary and varies with the size of the machine. .
It may be necessary to cool, by air jets, the free surface of the mass of glass inside the crown 6, as well as that of the portion of glass being drawn on its exit from the tank and up to a certain height above the central part 9. To do this, an air outlet nozzle 34 is placed at the lower end of each of the tubes 33.
To supply these tubes with air under suitable pressure, recourse may be had to the following device, which is cited only as an example and to which any equivalent means can be substituted; a fan 35, controlled directly by the motor 32, blows air into a duct 36, through an adjustment register 37, another duct 38 to end in a manifold formed by an annular cavity 39 formed between the part fixed 31 and
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the mobile part 29. The two parts 31 and 29 are adjusted relative to each other as exactly as possible so as to limit the importance of air leaks. Each tube 33 is supplied with air by the manifold 39 to which it is connected as shown in the drawing. The parts 29 and 32 are joined together by any appropriate means such as, among others, pins.
The dam 6 which, in the example shown, is angularly connected to the tubes 33 is preferably free in the vertical direction. this result can be obtained by providing, on the upper part of the dam, notches intended to receive the lower ends of the tubes or of the fingers which are integral with them. An enclosure 78, preferably of refractory material, laterally surrounds the drawing well and forms a circular screen. This screen is advantageously provided with an internal cavity in which can circulate cooling water intended to cool to the desired degree the part of the tube or the rod above the mass of molten glass.
The screen 78 can be attached to the tubes 33 and extend below the lower ends of the latter so as to cool the well from its birth.
The barrier 6 can even if desired, be attached directly to the screen 78, and externally to the latter.
To blow air inside the tube being drawn, it is possible to take a bypass 40 on the duct 36 of the fan 35 and connect this bypass 40 to a duct 42 which ends at the bottom of the cavity placed under the perforated part 8. A register 41 may be provided on the bypass 40 as well as a vent 43 provided with a door 44 which allows excess air to escape into the atmosphere.
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For ignition of the furnace, the barrier 6 rests on the bottom of the tank or on a solidified glass mass, the screen 78 and the tubes 33 being removed, a stopper 45 is placed at the top of the furnace, as shown. by fig. 4. - Arrows 46, 47 and 48 indicate in this figure the path of the flame and the combustion gases. When the softening of the glass mass 7 is to the desired degree, and this mass rises to the sufficient level, the refractory cover or stopper 45 is removed and the furnace placed in working order as explained in this article. who is before. It will be noted that the furnace must be fed at one or more points on its periphery.
The stretching devices which can be placed on the furnace just described to continuously produce the output of tubes or rods are variable. This stretching can even be done by hand in certain cases. However, the invention extends to two improved stretching devices, described below, and which can, moreover, be applied to the continuous drawing of glass into tubes or rods from a mass of molten glass contained in a furnace or absolutely any enclosure.
On the cover-ele of the oven 19 are fixed two columns 49 and 50 which support a tube transport device consisting of a chain provided:
1) Rinces 51 identical to each other and operating in the same way in the same position;
2) clamps 52 which are identical to each other, but different from the previous ones and operating in the same way and in the same position.
3) of similar parts 53 and functioning in the same way and in the same position.
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Clamps 51 and 53 are closed on the E1- E2 route and are open for the remainder of their route. Grippers 52 are closed on the F1- F2 route and open outside this route. The grippers 51-52-53 may comprise similar mechanisms in principle, but the grippers 53 alone are provided with support pieces 54. The gripper 51 comprises a first arm 55 angularly integral with a second arm 56 forming with the first a doorbell lever. A fixed ramp 57 determines the opening of the clamp by acting on a roller 58 mounted at the end of the arm 56. when the roller is not in contact with the ramp a spring 59 acts on the clamp. to return the arm 55 against the tube 60 held against a support jaw as shown in FIG. 3.
This support jaw is preferably notched in a V so that it is possible to use the same clamps for tubes or rods, the sections of which differ in shape and size. The bearing surfaces of the tubes may be covered with a lining of compressed asbestos of any other equivalent material. The opening of the clamps 52 is effected by the action of a fixed ramp 61 which is arranged so as to have no contact with the rollers of the clamps 51 and 53.
Conversely, the ramp 57 has no action on the rollers of the clamps 52. The clamps are arranged on the chain links and joined together by pins 62 on which are mounted rolling rollers 63 which move in fixed guides or slides 64 and 65 (fig. 3). The axes 62 are braced by links 66 of the chain, which is mounted on two pairs of toothed wheels arranged at its upper part at 67 and, at its lower part at 68.
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The movement of the chain and the clamps can be ensured as follows: the shaft 25 is provided with a pinion 70 connected by chain to a pinion 71 wedged on a shaft 72 at the upper part of which is wedged an endless screw 74 engaged with a tangent wheel 69 for controlling the chain. The drawing speed can be varied by varying the transmission ratios between shafts 25 and 72 and, for example, by interposing between two shafts a change of speed of any suitable arrangement.
One of the essential characteristics of the invention resides in that the glass tubes or rods are calibrated by a special device such as that shown in detail in FIGS. 5 to 7. In the example shown, this device comprises a head 77 in two parts articulated on the same support 83 which is fixed at any suitable height along one of the columns 49 and 50. Each of the parts of the head
77 is recessed to receive rollers 76 mounted idle on suitable axes, and whose groove profile is determined according to the shape of the outer contour of the cross section of the tube or rod to be obtained.
In the example shown, the rollers are chosen to calibrate tubes of round section and the shape of the grooves of these rollers is such that, when the two parts of the head 77 are brought together and held against each other , the grooves are juxtaposed so as to be tangent to the outer lateral surface of the cylinder which constitutes the tube or rod. It is clear that any desired profile could be obtained by a suitable choice of the shape of the grooves of the rollers 76.
The invention relates to the application of such a device to machines for drawing glass into tubes or rods, but this device can be
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doubled or even tripled by similar devices arranged one above the other and angularly offset with respect to each other, so that the grooves of a roller of a device erase the edges which may have occurred on the outer surface of the tube where the profiles of the grooves of two adjacent rollers of the immediately lower device meet. The rollers may be provided with characters, protrusions or imprints so as to mark indications of origin on the glass and to make notches facilitating the cutting of the tube or rod.
The two parts 77 of the head of the device can be locked by any suitable means, not shown in the drawing. As shown in the drawing, the device is provided with a troconical skirt intended to reject, in a zone outside the drawing well, the impurities or particles which could fall into the well.
On leaving the device (s) 75-77, the tube or rod is driven by the grippers described above and actuated in sections of desired length by a special device, the characteristic of which has been stated in the introduction herein. description. The slicing member of this device can be constituted by an iron which ices the glass when the latter is still sufficiently hot, or by a thin disc or wheel rotating rapidly in a plane normal to the drawing axis, and whose rotation is for example ensured by an electric motor.
To obtain a clear cut, the disc attacks the tube normally at its axis and during penetration into the glass, the wheel and the tube move in translation along the draw axis, at the same speed. To do this, the disc is driven by two essential movements: a translation parallel to
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that of the tube and of the same speed on the path E1-E2, and a transverse movement with respect to the tube; this transverse movement being intermittent alternating. The means which make it possible to achieve these conditions are extremely variable and can be achieved using any suitable kinematic system synchronized with the movements of the chain and of the grippers. This is why these means have not been shown in the drawing.
However, it is advantageous to mount the disc directly on the shaft of an electric motor, which is supported by a frame which can slide transversely to the drawing axis when, in its upward movement with the chain, it encounters for example cams or ramps of suitable profiles, if this frame is fixed on the frame of a clamp 53 for example, the chain will be provided with as many slicing devices as there are clamps 53, this which does not necessarily imply that the three disks work successively in their order of movement; discs can in fact work in pairs or in any other way depending on the length of the tubes to be cut.
In addition, the connection between the frame of the slicing device and the chain can only be intermittent and obtained for example by means of a mechanical locking device or by an electromagnet device producing a temporary bonding. The frame will thus follow the upward movement of a clamp 53 during only part of the path E1-E2. When the disc has finished its cutting work, it will be brought back while maintaining its translational movement at the speed of the tube and will be erased so as not to crush the tubes or rods during the downward movement which brings it back to its initial position. .
Under these conditions, it is clear that we could A
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use only one slicing device periodically coupled with each of the clamps 53 when the latter travel the path E1 - E2. In any case, the motor or motors for controlling the discs can only be supplied with power when the disc has to come into action to cut a tube or a rod. This power supply can be obtained by a trolley or any equivalent device. It will be noted that the part 54 is opposed to any bending of the tube or of the rod when the wheel comes between exaction.
After slicing, the change of direction of the grippers, leaving the straight path E1 - to pass over the wheels 67, clearly separates the upper tube from the immediately lower tube being drawn. The end 79 of the stretched tube does not rub against the end 80 of the detached tube so that the separation takes place neatly and without irregular breaks. The detached tube is transported by the clamps as shown in fig. 1, up to F2 where a clamp 52 abandons the tube or rod which is received in a box or gutter 84 on the inclined face of which it lies down, moving away from the path of the clamps.
Figs. 10 to 15 showing a second embodiment of a device for stretching tubes or rods. This device comprises several identical mechanisms operating successively and in such a way that the stretching continues without interruption. It is for example possible to employ two mechanisms arranged above the drawing well and symmetrically with respect to the drawing axis, as shown by the diagram of FIGS. 12 to 15.
Each mechanism comprises (fig. 10) a screw 86 bolted at its smooth ends in fixed frames 87. This screw carries two gears 88 and $ 9 journalled on them,
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but stopped longitudinally. These two gears are interlocked by rods 90 arranged parallel to screw 86.
Two other rods 91 and 92 are journaled at their ends in suitable bearing surfaces of the gears 88 and 89, but secured thereto in the longitudinal direction.
The rods 91 and 92, as well as the rods 90, serve as slides, a slide or walker 93 at the diametral ends of which are provided arms 94 and 95 on which are pivoted two other arms 96 provided with jaws 97 at their end. - tees and which can approach or move apart to form grippers for gripping glass tubes or rods. The arms 96 are controlled around their pivots by a common rack 98 meshing with two pinions 99 angularly integral with the arms.
Springs are provided and for example interposed between the gears 99 and the arms 96 to ensure the angular connection, and so that these springs act alone to complete the stroke of the arms in the direction of their approach in order to allow the ser - rage of tubes or rods of different diameters.
The racks 98 are coupled by connecting rods 100 to cranks wedged on the rods 92 and able to slide along the latter. The cranks are held in translation on the part 93 by crowns 101,. Or equivalent means. The gears 102 along which they can slide without shifting, these pinions 102 being periodically actuated by any suitable mechanism synchronized, preferably, with the rotational control of the screw 86.
The latter carries a gear 103 meshed with a long toothed pinion 104 which receives its movement from a reference 105 connecting it to a suitable power source through the inter-
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mediary of a periodic motion reverser operating automatically and the arrangement of which, which may be arbitrary, is not characteristic of the invention.
The screw 86 can also be driven by alternative axial translations by a cam 106 wedged on a shaft synchronized with the other movements of the mechanism.
Each of the rods 91 and 92 is provided, at its upper part, with an angular control mechanism actuated for example by any suitable electrical device, the supply of which takes place by contact with wipers 107 on conductive rings. 109 and 110 arranged co-axially with the screw 86 and fixed relative to the latter and to the frame 98. These conductive crowns are switched on to a current source at time intervals determined by a device such, for example , than an automatic switch whose movement is synchronized with the other movements of the mechanism. This switch can be of any suitable arrangement without departing from the scope of the invention and is not shown in the drawing.
The invention also extends to the case where the angular control of the rods 91 and 92 is obtained mechanically by suitable mechanisms synchronized with the control of the screw 86, and with the aim of obtaining the results set out below. The operation is as follows:
On the diagrams of figs. 12 to 15, the two similar mechanisms are arranged symmetrically with respect to the stretching axis; the clamps 96 of FIG. 10 are, for the device on the right, designated by a and b and by c and d for the mechanism on the left, in FIGS. 12 to 15. it will be assumed that the stretching has started and that a tube 60 has just been cut at 111, the detached section being manually
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held by the clamp a which is closed.
The slider 93 which forms a nut along the screw 86, and which supports the clamps a and bj performs a half-rotation to position itself as shown in FIG. 13. - This half-rotation is carried out by the pinions 102 actuated at the appropriate moment and which drive the meshes 88 and 89 and all of the rods 90, 91 and 92 around the screw 86. The left mechanism, of which the clamp c clamps the tube being stretched, continues its ascent by stretching. When the gripper c reaches the top of its stroke, a new cut is made by a slicer as, in principle, described in connection with the embodiment of FIG. 1. The slider 93 of the right-hand mechanism, thanks to the rotation of the screw, is lowered after having released the section of the tube 60, which is received in any suitable receptacle.
The clamp a is opened by the play of the rack 98 and the pinions 99, the movement of which has been caused by a half-turn of the rod 91 or 92, by virtue of the electrical control mentioned above. The left mechanism in turn performs a half rotation to evacuate the detached tube section 60 while the right mechanism has seized, by the clamp b which has made a half turn and is closed, the tube being d 'drawing. The stretching therefore continues continuously, the stopping of the grippers in the correct position being, if necessary, determined by resilient latches which are automatically erased when the pinion 102 comes into action to rotate. the mechanism of 1800.
It can be seen that the screw 86, rotating alternately in one direction or the other, assures the pericidal rise and fall of the ballator 93. Of course, the movements of the screws of the right and left mechanisms are, suitably.
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phases to obtain the results just indicated. It will be noted that the arms 96 of the grippers are in the open position (mixed line in FIG. 11) erased with respect to the drawing axis so as to allow the rotation, at the desired moment, of the walker 93 and of the lever. entire mechanism, without hooking the tube that the other mechanism stretches.
The role of the cam 106 is as follows: when the rod or glass tube is cut, the screw 86 of the mechanism which holds by its clamps the section of the detached tube is lifted by the cam 106 so as to achieve a certain separation of the section 60 and the tube or rod being stretched.
It is obvious that more than two grippers can be employed per mechanism and more than two mechanisms per apparatus, these mechanisms being, of course, suitably combined to allow the continuous drawing of the glass and the evacuation of the detached sections.
In the example illustrated by FIG. 16, the fixed upper part of the furnace comprises the drawing well 101 with double wall with circulation of water, but this double wall is fixed, which makes it possible to simplify its mounting on the. vault 102. The lower part of the furnace or tank is arranged so as to be able to rotate about a theoretical axis coincident with the drawing axis. To do this, the tank 103 comprises on the bottom of its metal casing 104, a bearing 105 which rests, by means of balls 106, on a support bracket 107. The centering is also ensured by engagement of a sleeve 108 in an axial cylindrical bearing surface 109 of the slider.
The rotation control of the tank is obtained very simply by means of one or more pinions 110
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with long teeth, meshing with a cut or toothing 111, attached to the casing 104 of the tank. This can be raised or lowered without the pinion 110 and the toothing 111 ceasing to be engaged. The tank receives a refractory coating 103. The coating 103 comprises a central boss 112 perforated for the passage of a drawing piece 113 also refraotaire and whose height adjustment relative to the level of the mass of glass. contained in the tank, is obtained by a nut device 114 with flywheel 115. when the tubes are stretched, the part 113 is pierced; it can be full when stretching chopsticks.
The fixed upper part of the furnace comprises a metal casing 116 and a refractory lining or vault 102 with a central cone 118 in which the water circulation jacket of the drawing well 101 is fixed. This jacket extends to the level. lower of a refractory plate 117 fixed. in any suitable manner on the cone 118 and against the edges of which rests the refractory barrier 119 floating in the mass of molten glass. Dam 119 does not turn; it is immobilized by resting on the plate 117 or else 11 can be made angularly integral with the latter.
The initiation of the stretching, from the upper end of the part 113, takes place as explained above.
The sealing of the heating chamber of the oven is obtained as follows:
A double flange 120 is attached by a conical seal 121a to the upper edge of the metal casing 104 of the tank and its external part plunges into a circular gutter 121 fixed in any suitable manner on the fixed upper part of the oven. . A cold water supply has
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takes place via a pipe 122 in the gutter, and the level in the latter is determined by one or more overflows 123. The hydraulic seal thus produced prevents any exit of fumes into the atmosphere and any entry air in the oven.
To open the oven, it suffices to separate the collar 120 and the conical edge 121a of the casing 104. The tank can then be released, while the collar 120 remains suspended from the circular gutter 121.
The feed to the tank is allocated through a door opening under the vault 102, or by a refractory chute 124 through which can flow either molten glass or the composition whose fusion is to give the glass. .
One or more burners 125 ensure the desired temperature of the mass of glass. The products of combustion 'escape, after circulation under the vault, through an exhaust flue and pass, if necessary, a heat recuperator to escape through a chimney, as explained below. high.
The operation is as follows:
The molten glass or the composition flows through the chute 124 and falls on the rotating mass called by the drawing inside the fixed dam 119 which ensures the stirring.
In the embodiment of FIG. 17, the tank 103 is also rotating and mounted as in the previous example, the same reference numerals also designate the same members or corresponding members in all the figures of the drawing. . But, in this case, the refractory barrier 119 is integral with the lining of the tank and it is perforated at 126 for the passage of the glass. Food
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of the tank takes place through the chute 124 in the annular space 127. The molten glass enters the interior of the dam 119 through the perforations or openings 126 as indicated by the arrows.
Figure 18 shows a fixed shaft furnace. The conical refractory 128, which carries the water jacket of the drawing well 101, is rotatable and driven. But the bottom of the tank 103 is not perforated for the passage of the drawing piece; this is replaced by a refractory nozzle 129 provided with a perforated sole 130 which floats in the mass of glass, resting against the lower edge of the barrier 119 held on the other hand, against the edge of the turntable 117 fixed to the part 128. The thrust brought into play by the movement of the glass is sufficient to ensure the angular connection between the three parts 117 - 119 - 130 which rotate with the drawing shaft.
It is also possible to make these three parts integral or to immobilize them angularly by any appropriate means. When stretching chopsticks, the nozzle 129 is preferably reused with a solid portion. For the drawing of the tubes, the arrangement is that of the drawing, the glass rising in the axial duct 131 to a level close to that of the mass of glass in the vessel. It should be noted, in the case of drawing tubes, that the surface 132 of the glass remains free and, in order to avoid its entrainment. part 129 has an edge 133 which slightly exceeds level 132.
Figure 19 shows a µ oven. revolving vessel 103 and fixed drawing shaft 101, as in the examples of Figures 16 and 17 but with a drawing device similar to that of Figure 18. In this case, the three elements 117-119-130 are fixed angularly compared to the water jacket 101, or
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because of their adhesion under the pressure of the glass, either that they are joined together or that they are immobilized by any appropriate means. In view of these remarks, the other arrangements and the operation remain those which have just been explained in the foregoing.
As indicated in the foregoing, the improvements which have just been described can be applied separately to already known glass stretching machines or combined in any number on these same machines. They can also be simultaneously applied to the production of a new machine which comprises, as we have seen, a furnace for the production or melting of a mass of glass and which, being of reduced dimensions, can find its use in industries where glassware is not the essential part of production. These improvements are susceptible of different embodiments by their details and their constructive arrangements.
All these embodiments are, in so far as they implement the characteristics set out in the foregoing and do not change the aim pursued, included within the scope of the invention.
-: - CLAIMS -: -
1.- A process for vertically stretching glass tubes or rods from an oven, characterized in that all or part of the bath from which the tubes or rods are drawn is given a rotational movement with respect to the stretching axis.