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'Perfectionnements aux procédé et appareil pour la fabrication du verre en feuille'
La présente invention est relative à la fabri- cation du verre en feuille ordinaire ou gaufra et du verre armé en feuille ordinaire ou gaufré et, particu lièrement, à la fabrication continue des produits pré- cités.
On a déjà essayé d'obtenir du verre en feuille en faisant couler le verre fondu, sous l'effet de son propre poids, sur des cylindres lamineurs, mais ces essais ont ét4 infructueux et les: fabricants de verre
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en feuille, désireux d'obtenir une feuille continue, ont eu recours à d'autres procédés. On a constaté que le procédé; pour la production du verre en feuille, par la pesanteur offrait des avantagea par rapport aux autres procédés et que le nouveau procédé permettait, si on le voulait, de fabriquer avec succès, sous la forme d'une feuille ininterrompue, du verre en feuille, ordinaire ou armé et gaufré.
On a constaté qu'en faisant couler le verre fondu, sous l'effet de son propre poids, d'un réser- voir à verre dans l'intervalle compris entre deux cylindres lamineurs sous la forme d'une coulée ayant sensiblement la largeur de la feuille à. former, et en formant la feuille sensiblement à la température de la masse sortant du réservoir, on pouvait obtenir du verre en feuillecommercial (ordinaire ou gaufré) présentant bien le poli que donne le feu, et du verre armé ordinaire ou gaufra.
La fabrication se poursuit avec succès sans interruption et le produit obtenu est exempt des défauts que présentent les produits fabriqués par le procédé de la fonte, par exemple, et cela avec une économie considérable de temps et d'argenta
Les nouveaux procédé et appareil comprennent un réservoir qui amène, d'une manière ininterrompue, du verre foundu s'écoulant, sous l'effet de son pro- pre poids, parayant sensiblement la même largeur que la feuille à former, dans l'intervalle de deux cylindres lamineurs qui transforment le verre fondu en une feuille ayant la largeur et l'épaisseur voulues, sensiblement à la température dudéversoir La feuille ainsi formée passe ensuite dans un four où elle
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est recuite.
Dans le présent procédé, quand on le désire, le verre fondu, à sa sortie du déversoit, est amené sur l'un des deux cylindres lamineurs et il se forme ce que l'on peut appeler une boule de ma- tière au passage des deux cylindres lamineurs. Cette boule, dont la largeur est égale à celle des cylin-
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celle déversoj.r à ce ir dres eu, est contrôlée et assure une four- niture suffisante de matière pour former toute la largeur de la feuille. On a constata qu'il était bon de conserver, à cette boule, un petit volume, bien que ce dernier puisse être modifié suivant les exigen- ces du service.
Sur le dessin annexé, on a représenté, uniquement à titre d'exemple, des formes d'appareils (pour l'application des nouveaux procédéa) qui ont été utilisées avec succès pour la fabrication de feuil- les ordinaires ou gaufrées et de verre en feuille armé ordinaire ou gaufra.
La figura 1 oat uno coupe on élévation montrant les positions relatives occupées par la masse qui s'écoule sans arrêt du réservoir; lè déversoir les cylindres lamineurs; les cylindrea chargés de gau-
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lescy.Undr.es. k ,.<,,., frer e a poiir in verre; les' pièces' de guidage; les cylindres du four, xxx ainsi que des. boucliers char- gés de protéger les cylindres contre les effets des rayons calorifiques émanant de la feuille plastique et fondue xt pendant et après sa formation ; ladescente qui amène,guide et protège le fil de ferjusqu'au point où il entre dans le verre fondu, et le mécanisme qui'entraîne tous les organes de manièrexxxx qu'ils coopèrent ensemble.
La figure 2 est une vue, en plan, de l'appa- reil représenté sur la figure 1, en supposant enlevé le mécanisme chargé d'amener le fil de fer; il)
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La figure 3 est une variante de l'appareil, permettant d'obtenir du verre ordinaire ou gaufré ou 'du verre armé en feuille ordinaire ou gaufré;
La figure 4 est une autre variante de l'ap- pareil représenté sur la figure 3, dans laquelle une paire de cylindres finisseurs est utilisée dans le procédé pour finir la feuille formée, quand elle sort des cylindres lamineurs; ces cylindres peuvent être deux cylindres lisses pour laminer la feuille ou peut bien l'un de ces cylindres (ou les deux) peut être un xxx cylindre± gaufreurs;
La. figure 5 est une vue de détail du méca- nisme chargé d'amener le fil de fer.
Le nouveau procédé consiste à faire écouler du verre fondu 1, sortant en coulée d'un réservoir 2, déversoir . au-dessus d'un! large xxxx 3; quand on veut obtenir un fonctionnement continu, les substances qui forment le verre sont introduites dans le réservoir par un plan incliné 2a, en quantité suffisante pour maintenir la masse fondue au niveau voulu dans le réservoir.
La coulée de matière fondue a sensiblement la même largeur que la feuille à former. Cette coulée se rend dans l'intervalle d'une paire de cylindres lami- neurs creux 4 et 5, refroidis au moyen xx d'eau, et traverse cet intervalle. La longueur desdits cylin-
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dropa not J.6gor'lmont Rupârionre à la. largeur de la feuille à former. Quand la large coulée de verre déversoir
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venant da:5asg)E/arrive aux cylindres., elle tombe sur le cylindre 4 et est entraînée en avant de manière passer entre les cylindres 4 et 5; une boule de ma- tière 6, ayant même largeur que la feuille à former
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peut s'accumuler à l'entrée de l'intervalle des cylindres de manière à fournir une quantité suffisant te de matière tout le long de l'intervalle des cy- lindres.
Lorsque la coulée de matibre fondue 1 pas- se sur le cylindre 4 en se dirigeant vers l'interval- le compris entre ce cylindre et le cylindre 5, une feuille de treillis en fil de fer 7 est amenée dans la région supérieure de la masse fondue au moment où celle-ci arrive à la boule 6, et dans l'intervalle des cylindres.
La boule de matière est maintenue en place au moyen de rebords 8, 8, niais il est bien entendu que ces derniers peuvent être supprimés quand la vitesse de formation de la feuille est obtenue avec une boule réduite au minimum; cas mêmes rebords ne sont pas nécessaires pour la fabrication du verre en feuilles devant plus tard être meulé et poli au cours d'une phase distincte.
Une phase importante du procédé consiste dans l'amenée du treillis en fil de fer 7 dans la masse fondue,quand celle-ci passe sur le cylindre 4 en se dirigeant vers la boule 6 et vers l'intervalle.
On a constaté qu'en utilisant des boucliers 9 et 10 refroidis au moyen xx d'eau, disposés de part et d'autre du treillis, et en faisant déboucher lesdits boucliers tout près de la masse fondue, le treillis en fil de fer se trouvait préservé de l'oxydation et passait dans la masse fondue, tel qu'il était au début, et sans altération du poli brillant voulu. Les bou- cliers 9 et 10, refroidis au moyen de l'eau, qui for ment descente pour le treillis en fil de fer, peuvent être réglés, horizontalement et verticalement, de ma- nière à assurer l'introduction du treillis en question,.
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dans la masse fondue, au point convenable entre le déversoir xxxxxxx 3, la boule 6 et l'intervalle des cylindres.
. - déversoir
Au moment où elle sort du xxxxxxx 3, la masse fondue 1 se trouve à une température élevée et, quand elle est amenée sur le cylindre 4, lequel est refroidi au moyen de l'eau, sa surface inférieure acquiert une légère dureté produite par le contact. Cette dureté superficielle est utilisée, dans le présent procédé, pour porter le treillis en fil de fer, quand ce der- nier est amené à la surface supérieure, à peu près dans une position qui sera le centre de la feuille après le passage entre les. cylindres lamineurs.
Le haut de la maase fondue, nu point d'entrée du treilis en fil de fer, n'est pratiquement pas affectée par l'effet réfrigérant du cylindre 4; dans ces conditions, la masse de verre fondue, est, à sa surface supérieure, assez fluide pour s'écouler à travers le treillis, et autour des fils de ce dernier, et pour fournir le verre destiné à former la partie supérieure de la feuille qui prendra forme en passant entre les cylin- drea.
Le treillis en fil de fer 7 est amené, à la vitesse de la masse fondue, sur le cylindre 4, et on conserve un retard suffisant dans l'amenée du treil- lis 7 pour permettre à ce dernier de flotter conve- nablement dans le verro fondu et sur la surface dur- cie en contact avec le cylindre 4, sans se tordre quand la feuille est forméeo Ce résultat s'obtient en réglant convenablement la rainure de guidage et le fonctionnement des cylindres d'amenée 11 et 12 qui sont entraînés par une chaîne 13 de manière à amener le treillis 7 à la vitesse voulue. Les éléments 9 et 10 xxxxt refroidis par l'eau, qui forment la des- cente, le cylindre 7' pour le treillis en fil de fer, et les cylindres 11 et 12 chargés d'amener le treillis,
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sont montés sur un bras à contrepoids 14 supporté par un trolley 15.
Cette disposition permet de régler, dans le sens horizontal et dans le sens vertical, le mécanisme d'wnenée du fil de for, quand les conditions de l'écoulement de la masse fondue varient.
Le treillis en fil de fer et la face en contact avec le cylindre 4 passent sous la boule et entre les cylindres 4 et 5 (refroidis au moyen de l'eau) où la surface supérieure de la masse fondue est, à son tour, durcie par le contact avec le cylindre 5 refroidi par l'eau. Quand la feuille sort des cylin- dres, le treillis en fil de fer est soutenu, au centre, entre les deux surfaces rigides. A cet endroit, la feuille formée est extrêmement plastique, tout en étant suffisamment solide pour conserver sa forme. Elle passe alors sur un tablier 16. Ce tablier doit être placé suffisamment bas pour permettre à la feuille formée de se refroidir rapidement à cet endroit et d'ac- quérir un durcissement supplémentaire suffisant pour conserver intacte sa structure.
Après qu'elle a atteint le tablier, la feuille est assez rigide pour se soute- nir par elle-même sur le tablier, et assez plastique pour passer entre un cylindre gaufreur 17 et un cylin- dre lisse 18, où un gaufrage s'imprime sur la feuille sion le désire.
A la sortie des cylindres 17 et 18, la feuil- le a été considérablement refroidie. Elle est alors reçue sur un tablier 19 refroidi au moyen de l'eau, et tournée dans la direction des cylindres 20 vers le four.
On a constaté qu'il était désirable ,de proté- ger les cylindres 5 et 18 contre l'effet de la chaleur
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dégagée par la feuille formée à l'état plastique. Pour cela, on a prévu des boucliers 21 et 22, refroidis au moyen de l'eau, pour chacun desdits cylindres, étant bien entendu que les éléments 16 et 19 jouent ce rôle de boucliers pour les cylindres 4 et 17. Un arbre 23 actionne les éléments de l'appareil décrit ci-dessus. Un mécanisme d'entraînement convenable, tel qu'une chaîne 24 relie l'arbre 23 au cylindre 4 ; le cylindre 4 entraîne le cylindre 5 au moyen d'un engrenage 25 ; une chaîne 26 relie le cylindre 5 au cylindre 18 par l'intermédiaire d'une rouera chaîne xxxxxxx montée sur le cylindre 4 et une chaîne 27 relie le cylindre 4 au cylindre 17.
La position occupée par les cylindres, par au déversoir rapport est importante et, dans la fabrica- tion du verre en feuille ordinaire on gaufra on peut obtenir du verre de bonne qualité. et présentant un beau poli donné par le feu, en plaçant les cylin- dres lamineurs 4 et 5 comme le montre la figure 3, du dévormoir tout près xxxxxxx et en formant la feuille sensi- blement à la température de la masse fondue sortant du déversoir xxxxxxxx aprèsquoi la feuille passe directement sur les cylindres 20 du four.
Dans la fabrication du verre armé bien poli, ordinaire ou gaufra, on dispose le cylindre 5,, dea cylindres lamineurs, du déversoir a peu de dit nce xxxxxxxx de manière à constituer une chambre tour l'amenée du fil de fer dans le verre, quand ce dernier sort de l'auge, comme on le voit sur les autres figures, tout en formant la feuille sensiblement à la température à laquelle se sur le déversoir trouve la masse fondue xxxxxxxx Les cylindres lamineurs sont refroidis au moyen de l'eau et main-
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tEl t tenus à une température e man ere que lea faces de la feuille de verre en contact avec eux soient durcies, en passant entre les cylindres, et que l'on obtienne une surface polie au feu.
Dans la fabrication du verre armé, le fil de fer est amené dans la masse fondue, par un dispositif de contrôle en un point convenable situé entre l'intervalle des le déversoir cylindres et xxxxxxx Grâce au contact qui refroidit les surfaces de la fouille, quand celle-ci est formée dans l'intervalle et/au durcissement qui en résulte pour les faces de la feuille, le treillis en fil de
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fer rt contre dans la partie m6diene, rolativomont plus molle, de la feuille, au moment de sa formation, et toute tendance du fil de fer à s'approcher de l'une des faces extérieures de la feuille est ainsi contrariée par lesdites faces plus dures. Au moment où la feuille sort des cylindres, elle est à l'état plastique et il est bon, dans certains cas,
de la lais- aer tomber tout droit des cylindres sur sa ligne de parcours jusqu'à ce que la feuille formée ait acquis une rigidité suffisante pour maintenir en place le treillis en fil de fer au milieu de la feuille.
Bien qu'il ait été question plus haut de treillis en fil de fer, il est bien entendu qu'un seul fil de fer ou qu'un renfort en fil de fer d'une forme quelconque peut être amené dans le verre pour fabriquer du verre arma en feuille; la distance qui sépare le tablier récepteur de l'intervalle des cy- lindres varie avec le type de verre qu'il s'agit d'ob- tenir. Avec une certaine épaisseur de verre, le durcissement de la feuille a lieu près de l'intervalle et le tablier 16 peut, par suite, être placé relati- vement loin des cylindres.
Avec d'autres épaisseurs le durcissement ne se produit pas aussi repidement et
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dans ce cas, le tablier 16 doit être placé plus près des cylindres, de manière supporter la feuille à l'état plastique dans son trajet vers les rouleaux du four.
Une caractéristique importante c'eat
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déversoir ae coa.ée cu, eort d#;:ir eat emenéa que la coulée qui sort du - est amenée à une petite distance au-dessus de 1'un des cylindres avant de s'engager entre ces derniers;
la face du verre qui ae trouve en contact avec le cylindre dur- cit et sert de support au treillis de fil de fer quand le verre est conduit jusqu'aux cylindres et passe entre eux, tandia que la face supérieure peut recevoir librement le fil de fer en offrant la plus petite résistance possible et permet à la partie supé- rieure de la'coulée, qui est plus fluide, de passer facilement- à travers les mailles et de former la bou- le qui, à son tour, fournit la masse nécessaire pour former la moitié supérieure de la feuille, dans l'in- tervalle.
L'autre cylindre n'est en contact avec l'autre face que.sur une xxx distance relativement courte et pendant un temps réduit; dans ces conditions, il ne durcit pas la surface avec laquelle il est en contact, autant que la face opposée, mais il la dur- cit suffisamment pour emprisonner le treillis en fil de fer dans la partie centrale de la feuille, entre ses facea; la face supérieure acquiert ainsi le grand poli désiré que donne le feu. En avançant, la feuille formée passe entre des cylindres 17 et 18 dont l'un est le cylindre gaufreur, tandis que l'autre est un cylindre lisse qui sert de cylindre lamineur. Les
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cylindres en question exercent une pression suf- fisante pour produire l'impression de la feuille par le cylindre gaufreur.
Les cylindres peuvent encore être tous deux: des cylindres lamineurs lis- ses ou des cylindres lamineurs gaufreurs et des cylindres refroidissant la feuille considérablement à cet endroit, de manière que la feuille puisse être manipulée par le tablier récepteur ou suppor- tée directement par les rouleaux récepteurs du four. 'Les phases du procédé. ainsi décrit se dérou- lent toutou à doo températures très voisines de cel- le que possède la masse fondue à sa sortie du ré- servoir.
Pendant toutes ces phases, la matière fondue et finie à l'état plastique se trouve à des températures bien supérieures à celles que l'on trouve dans d'autres procédés de fabrication du verre en feuille,et le verrg, en quittant le four où s'achève l'opération, présente un haut degré de fini.
Un antre avantage, par rapport aux procédés de fonte actuellement en usagepour la production d'un article semblable, consiste dans le fait qu'on obtient un meilleur produit, tant au ,/que point de vue de la surface/xxxxxxx d'autre de la pla- O/dOEùmhxffl néité; part, lea pertes aux extrémités résultant du procé- dé de fonte intermittent, actuellement en usage, sont entièrement évitées par le nouveau procédé, ce qui se traduit par une économie considérable dans le prix de fevient du verre en feuille; le verre gaufré présente plus de brillant et le fil de fer est plua exempt d'air entraîné que dans l'autre procédé.
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Un autre avantage c'est que le cylindre cannelé ordinaire, chargé dans le vieux procédé de centrer le fil de fer dans la feuille est supprimé dans le nouveau :les traces d'oxydation qui en rés sulfatent sur le treillis en fil de fer et les impressions du cylindre cannelé sont absentes dans le produit obtenu par le nouveau procédé.
Au moment où le verre sort du réservoir, sa température varie entre 1176 et 1287 , suivant le genre de verre qui doit être obtenu par le systè me. Dans le cas d'un verre mince gaufra (dont l'épaisseur est de 3 m/m) la température préférée de déversoir la masse,à aa sortie du xxxxxx est d'environ 12040 et la température de la feuille fondue, dans l'in- tervalle des- cylindres lamineurs, est d'environ 9820 mata, dans le cas d'un verre d'une épaisseur de 6 m/m 3, la température de la masse fondue, à sa sortie de l'auge, eat d'environ 1260 et celle de , la masse, dans l'intervalle des cylindres, est pro- bablement de 1093 environ-.
Le produit obtenu par le présent procédé est exempt des défauts que présen- te le produit obtenu par la procédé de la fonte,
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c'est-à-dire que l'effet *caxam6lique* est moins prononcé, la feuille est plate et les traces de bou- les froides de l'ancien procédé sont absentes. En outre, si on xx désire polir l'article obtenu par le nouveau procédé, ce qui serait le cas si on fabri- quait du verre armé à un seul fil de fer pour des pare-brise d'automobiles, ou du verre armé poli d'un autre type, on aurait moins de meulage à faire et le prix de revient, ainsi que la durée de l'opération de polissage, se trouveraient considérablement réduits.
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L'économie réalisée dans le prix de revient de verre poli devient évidente si l'on remarque qu'avec le procédé par la fonte, il faut,pour obtenir du verre poli de 6 m/m d'épaisseur, fondre une feuille ayant à peu près 12 m/m 6 d'épaisseur, tandis qu'a- vec le présent procédé, il faut une feuille de 9 m/m 5 seulement, grâce au laminage et à l'uniformité de la feuille obtenue par le présent procédé.
L'avantage que l'on retire en effectuant, à des températures élevées, toutes les phases du pro cédé sur la masse fondue, c'est que la feuille de verre peut être fabriquée très rapidement sana préju- dice pour sa qualité. En fait, plus la vitesse de fabrication est grande, et plus la température à la- quelle s'effectue/les phases est élevée, par rapport à la température de la masse fondue, à son arrivée, meilleurs sont les résultats obtenus au point de vue de la qualité de la feuille de verre, laquelle est obtenue sans bulles, stries, ondulations, aspérités ou rayures, tous défauts et marques qui caractérisent la fabrication de la feuille de verre par le procédé ou de coulée de la table de fonte / est ainsi qu'on a obtenu, avec succès, par les procédés et appareils décrits ici,
du verre en feuille commercial gaufré d'un cô- té, d'une épaisseur de 3 m/m. et d'une largeur de 162 à la vitesse de 365 à la minute, tandis qu'une feuille de verre semblable de 0 91 de large était obtenue à la vitesse de 5 48 à la minute. En outre, dans le cas d'une feuille de verre armé gaufrée de 8 m/m d'épaisseur et de 102 de largeur, la vitesse de fabrication était de 3 mètres à la minute.
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Grâce au fait que, dans le présent procède, déversoir le verre qui se rend du xxxxx à l'intervalle des cylindres coule pratiquement en ligne droite, on évite sur le produit xxxxx fini les: marques- superficielles duea à de l'air emprisonné; en outre, le présent procé- dé permet de fabriquer certains types de verre gaufré qu'il est impossible d'obtenir par la méthode de la fonte.
Pendant le fonctionnement du dispositif, et pendant la fabrication de verre ordinaire, la vitesse des rouleaux du four peut être la même que celle des cylindrea lamineurs ou bien, si on le désire, les cylin- dres transporteurs peuvent avoir une légère avance sur les cylindres lamineurs. Mais, dans le cas du verre armé, la feuille formée doit être supportée et transpor- tée, aux différents points et phases de l'opération, à constituant la feuille une vitesse telle que le verre puisse se contracter xxxxxxxxxxx et que le fil de fer ne soit pas déran- gé de la position initiale qu'il occupe à son entrée dans la coulée.
On a constaté qu'il était nécessaire d'actionner les cylindres de l'élément lamineur et finisseur avec une vitesse légèrement supérieure à celle des rouleaux du four, pour compenser la contrac- tion de la feuille formée, entre l'intervalle des cy- lindres lamineurs et le four ; cette contraction est due au refroidissement produit par le fil de fer intro- duit, et au contact avec les cylindres et avec les tabliers et, en général, au rayonnement qui se produit entre ces points.
En outre, on doit éviter une ten- sion de la feuille, alors que les faces de la feuille de verre sont ansez rigides pour supporter le treillis de fil de fer en place dans la partie centrale, car le verre est encore très mou à cet endroit et toute tension (ou pression) exercée sur le fil de fer avant -que le
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verre ait acquis une plus grande rigidité, tend à tordre le fil de fer et à le déplacer dans la feuille formée.
C'est pour cola. quo l'on fait tourner les cylindres lamineurs avec une certaine avance, afin d'être sûr xxx qu'aucune traction n'est exercée sur le treillis en fil de fer de la feuille en formation, car une traction exercée à ce moment sur la feuille plastique allongerait le treillis, en faisant ren- trer ses cotés et le dé lacerait par rapport aux faces de la feuille de verre dans laquelle il est noyéo A ce moment, en effet, le verre est trop plastique et trop mou pour résister à l'allongement du treil- lis si une traction est exercée sur ce dernier.
Quand la feuille de verre a atteint, le four, elle a acquis une rigidité suffisante pour résister à une traction quelconque.
Il est bien entendu que, dans les procéda et appareil décrits ici, la masse de la coulée 1, qui s'écoule, sous l'effet de son poids, du réel- le déversoir pient 2, sur xxxxxx 3, demeure, à tout instant, sen- siblement égale à la masse de la feuille formée dans l'intervalle des cylindres, et, que l'on compense les déversoir variations dans l'écoulement du xxxxxxxxx en faisant varier la vitesse des cylindres lamineurs 4 et 5 ou sur le en faisant varier l'écoulement de la masse, xxxxx
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déversoir er!3oiI. par exemple au moyen d'une vanne chargée de con- trôler cet écoulement.
Bien que l'on ait représenté une paire de cylindres lamineurs, il est possible de faire passer la masse de verre par une rainure refroidie par l'eau à cet endroit, de manière à former la feuille, et il est bien évident que ce perfectionnement ne sort pas du cadre de l'invention.