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Rouleau de support pour feuille de verre,
La présente invention est relative à la fabrication du verre en feuille ou à vitres et se rapporte plus parti- culièrement à un rouleau de support perfectionné, autour duquel une feuille de verre fraîchement formée se meut pen- dant qu'elle cet étirée de façon continue à partir d'une nappe de verre en fusion.
Un objet important de la présente invention cet d'éts- blir un rouleau de support pour feuille de verre, compor- tant des moyens perfectionnés pour le maintenir à la tempé- rature de travail optimale.
L'invention a en outre pour but d'établir un rouleau de support creux pour feuille de verre, rouleau comprenant des moyens perfectionnés pour diriger un fluide de refroi- dissement à travers l'intérieur du rouleau, afin de contra. ler la température de la surface de travail du rouleau de
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support$ soit, celle par laquelle il est en contact avec le verre.
L'invention se propose en outre d'établir un rouleau de support oblong creux pour feuille de verre, ce rouleau
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étant pourvu de moyen#, logis et son ta"!'1''''', pour dirio g<y un fluide de contr8le de température le long d'un tra. jet â6tlrmln'. de façon que le fluide 101t on contact alto la surface Intérieur* du tourreau du rouleau, en vue d'ab. sorber de la chaleur de façon sensiblement uniforme à par- tir de la surface de travail de et rouleau et eapecher tin" si la surchauffe de et dernier et l'apparition de pointe chaude le long du rouleau, dans le sens axial de celui-ei, lorsqu'une feuille de verre relativement ohaua aat en con- tact avec cette surface de travail* Dans les dessins annexé. :
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La tig- 1 est une vue en coupe longitudinale et Vor%1 ce)-% d'un four à étirer le verre en feuille, et four com- prenant un rouleau de support pour le verre, construit sui- vaut la présente invention.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale et vertica- le du four.
La fig. 3 est une vue en élévation du rouleau de sup- port du verre.
La fig. 4 est une vue en coupe d'une extrémité du rou- , le au de support.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale, complé- mentaire à celle de la tige 4, de l'extrémité opposée du rouleau de support.
La fig. 6 est une vue en coupe du rouleau de support, en regardant députa la gauche de la fig. 4' ,
La tige 7 est une vue en coupe priée le long de la li- gne 7-7 de la fil. 5: et
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La fig. 8 est une vue en coupe prise le long de la li- gne 8-8 de la fig. 5.
Suivant la présente invention, il cet prévu un procédé pour contrôler la température d'un rouleau cylindrique creux destiné à supporter une feuille de verre fraîchement formée, procédé où de l'air est introduit sous pression dans l'in- térieur du rouleau, à une de ses extrémités, et cet évacué à partir de l'autre extrémité de ce rouleau, ce procédé étant caractérisé par les dispositions qui consistant : à faire passer l'air dans le sens axial à travers le rouleau, en contact avec la surface intérieure de celui-ci, de façon à évacuer la chaleur de cette surface;
et à étrangler gra- duellement la section de passage pour la flux d'air, après que celui-ci pénètre dan. le ouleau, de manière à accroi- tre la vitesse de ca flux et à compenser l'élévation de la température de l'air, de façon à maintenir un effet de re- froidissemetnt seniblement uniforme sur toute la longueur du rouleau.
Toujours suivant la présente invention, il sec prévu un rouleau pour supporter une feuille de verre fraîchement formée, ce rouleau comportant un fourreau creux oblong qui comprend une partie médiane cylindrique et des portion* d'extrémités amincie., ce rouleau étant caractérisé par un manchon tubulaire espacé par rapport à la partie Médiane cylindrique @ dcitée du fourreau ci-dessus et disposé con- centriquement à l'intérieur de cette partie, de façon à li- miter une chambre annulaire régnant dans le sens axial en- tre le manchon susnommé et ladite partie cylindrique du four- roau,
ainsi que par des moyens pour introduire de l'air sous pression dans une extrémité du fourreau susdit et pour diriger l'air ci-de.au. axialement vers l'intérieur de la chambre suauorrméo et à travers celle-ci.
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Dans les dessins annexée, auxquels on se reportera ci-après d'une manière plus particulière, le chiffre de ré- férence 10 désigne d'une Manière générale l'extrémité de sortie d'un four continu à bassin, dans lequel une masse de verre en fusion est élaborée, affinée et refroidie à la température de travail appropriée. Le verre en fusion, dé- signé par le chiffre de référence 11, afflue de la chambre de refroidissement 12 du four 10, au-dessous de l'arche de sortie 13 d'une paroi en bout 14 et pénètre dans la cuve de travail ou pot d'étirage 15, pour constituer une nappe relativement peu profonde de verre en fusion 16,
à partir de laquelle peut être étirée d'une façon continue une feuil- le ou un ruban 17.
Sana y être limité, le rouleau de support perfectionné suivant la présente invention est particulièrement applica- ble comme rouleau "pliaur" dans une étirese du type dit Colbure, pour verre en feuille, et aéra décrit ci-après à propos de cette application.
D'un* manière générale, dans une étiruse du type colbura, la feuille ou le ruban 17 est étiré d'une manière continue, dans le sens vertical, de bas en haut, députa la surface de la nappe de verre en fusion 16 et, pendant que ce ruban est encore à l'état seml- ''plastique, tout en étant essentiellement figé dans sa for- me finale de feuille, il est rabattu vers le plan horison- tal autour d'un rouleau de support ou plieur, d'aigu' dans son ensemble par le chiffre de référence 18, après quoi le ruban ou la feuille passe par-dessus un rouleau fou 19, pour armmver sur dea rouleaux 20, située dans une chambre d'aplanissement 21.
La feuille ou le ruban de verre pour- suit son mouvement en avant, pour pénétrer dans une galerie de veeuisson classique et traverser celle-ci, ce qui n'a pas été représenté en particulier, ce processus étant consi-
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déré comme connu.
Le rouleau de support ou plieur 18 destiné à cette fin est situé dans la chambre de formation ou d'étirage, désl- gais d'une manière générale par le chiffre de référence 22 et limitée par la paroi en bout 14 du four, les parois la- térales 23 et 24 opposées l'un. à l'autre (fig. 2) et une voûte 25. au-dessus du pot d'étirage 15 sont prévue des auvents déflecteurs avant et arrière 26 et 27, respective- ment, qui agissent de manière à diriger des courante ascen- dants d'air chaud ou d'autres gaz chauds, vers le bas, en direction de la surface du verre en fusion 16, de manière à séparer ainsi en substance la sone située immédiatement au-dessus du pot d'6tirage d'avec la chambre d'étirage 22.
Les surfaces verticales opposées des auvents déflecteurs avant et arrière déterminent également une sone de travail à travers laquelle la feuille ou le ruban, étiré vers le haut, se déplace. Dans cet espace sont prévus des refroi- disaeurs de feuille 28 qui, grâce à un fluide de refroidisse- ment qui les parcourt, abaissent la température de l'air en contact avec les surfaces de la lame fraîchement formée.
D'autre part, des paires de molettes de calibrage 29 sont prévues aux borda opposés du ruban 17, de manière à fixer la largeur de celui-ci, à mesure qu'il devient relativement figé, sous la forme de feuille. '
Les parois latérales 23 et 24 sont pourvues d'orifices présentant des dimensions appropriées et prévus pour le non- tage du rouleau plieur 18, des refroidisseurs de feuille 28, des paires de molettes 29 et d'un réfrigérateur de rouleau plieur 30, ces orifices étant obturés de façon plus ou moins hermétique par des panneaux de clôture 31.
A l'extérieur de la paroi 23, une extrémité du rouleau 18 est montée à rota- tion dans une botte de palier 32, convenablement supportée
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par le bâti du tour et comprenant les engrenages classiques destinés à entraîner le rouleau en rotation, tandis que l'extrémité opposée de ce dernier traverse la panneau 31 de la paroi latérale 24 et cet supportée par une botte de palier 33.
Le réfrigérateur de rouleau plieur 30 est disposé, ain- si qu'on le voit dans la fig. 1, au-dessous du rouleau pli- eur 18 et fonctionne de manière à protéger la surface infé- rieure exposée du rouleau contre les courante d'air hauts- ment chauffée, qui s'élèvent depuis la zone de travail ou- verte, à travers laquelle le ruban de verre est initiale- ment étiré. En raison de la circulation du fluide réfrigé- rant à travers le réfrigérateur, la température de l'atmos- phère avoisinant le rouleau est moins élevée, ce qui exerce également un effet de refroidissement sur la surface du rou- leau. On sait que cette influence du réfrigérateur 30 agit dans une certaine mesure pour maintenir la surface du rou- leau à une température de travail désirée.
Cependant, on sait également que le réfrigérateur du rouleau plieur ne suffit pas par lui-même pour contrôler exactement la tempe- rature du rouleau dans les limites voulues, étant donné le contact direct entre le ruban de verre chaud fraîchement formé et cette aurfacs. A ce sujet, il semble que les con- ditions à la surface de la lame de verre résultante, ainsi que les condition. à la surface de travail du rouleau, sont influencées par la température du verre et que la tempéra- ture à la surface du rouleau, si elle n'est pas convenable- ment contrôlée, influence défavorablement, d'une manière ou d'une autre, la qualité de la surface du verre.
On a déjà proposé de faire circuler divers fluides de refroidissement, tels que l'eau, par exemple, dans l'int'- rieur du rouleau plieur creux, dans le but de maintenir la
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surface extérieure de ce rouleau. 1 une température de tra- vail déterminée. A ce propos, une des solutions suggérées consiste à employer un conduit perfore traversant le rou- leau d'un bout à l'autre et à travers lequel est dirigée l'eau sous pression. Les perforations pratiquées dans le conduit agissent coane une série de tuyères, , travers les- quelles l'eau est refoulée ou projetée, de façon à entrer en contact avec la surface intérieure du fourreau du rou- leau.
Il est vrai que ces conduits perforés donnaient sa- tisfaction, dans une certaine mesure, en ce qui concerne le refroidissement de la surface extérieure; cependant, il était extrêmement difficile, voire impossible, d'acheminer l'eau (ou un fluide compressible tel que l'air) suivant une direction axiale le long du rouleau, de aorte que les zones périphérique. situées dans le sens axial du rouleau avaient une température quelque peu variable.
Or, la pré- sence de zones plua froides et plus chaudes d'un bout à l'autre de la longueur du rouleau risque d'entraîner des variations dans le conditionnement du ruban loraque celui-ci quitte le rouleau plieur et progresse vers la chambre d'a- planissement. De plus, étant donné que le pouvoir refroi- dissant de l'agent réfrigérant ne demeure pas constant pen- dant que celui-ci n'écoule longitudinalement par rapport au fourreau du rouleau - c'est-à-dire, la température de cet agent s'élève rendant qu'il circule à travers le fourreau, étant donné 1 bsorptien de la chaleur depuis ce dernier -, l'effet de refroidissement de cet agent variait également le long du rouleau.
Afin d'égaliser de telles portion* de surface chaudes et froides, réparties au haaard, ou d'éliminer leur présen- ce, et dans le but de maintenir la surface de travail du rouleau à une température uniforme, exactement contrôlée,
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la présente invention suggère de mettre en contact la sur- face intérieure du rouleau avec un agent de refroidissement fluide, l'air par exemple, qui, par son mouvement produit par une pression initiale relativement peu élevée, mouve- ment qui ne s'opère en substance que dans le sens axial, est apte à s'écouler le long de la aurface intérieure du rouleau et à égaliser la température de la aurface de tra- vail dana son ensemble, tout en maintenant simultanément cette température dans l'intervalle de travail désiré.
En substance,le rouleau de support ou plieur 18 établi suivant la présente invention comprend un fourreau creux allongé 35, qui présente une partie médiane cylindrique 36 limitant une surface de travail du rouleau, surface qui entre en contact avec la lame de verre franchement formée, et des portions d'extrémités 37 et 38, de forme générale fuselée, dont les surfaces extérieures 39 et 40 conviennent pour être accueillies dans ls dispositifs à engrenages et/ou à paliers 32 et 33.
Le rouleau 18 est pourvu d'un élément tubulaire allon- gé, désigné d'une manière générale par 41 et présentant une surface cylindrique disposée concentriquement par rapport à la partie cylindrique 36, à position médiane, du fourreau 35. En considérant les fige. 4 et 5, on voit que l'élément tubulaire 41 règne depuis un point situé à peu près au mi- lieu de la partie terminale fuselée 37 du fourreau, sur toute la longueur de ce dernier, jusqu'à l'extrémité opposée de ce fourreau. L'élément 41 est obturé par un bouchon cylindrique creux 45 à son extrémité 46, située à l'inté- rieur de fourreau, ce bouchon comprenant une partie exté- risgro terminale conique 47.
La surface cylindrique du bouehon 45 est pourvue d'ailettes radiales uniformément es- pacées 48 (voir également la fig. 6), qui supportent ce
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bouchon dans une position concentrique par rapport au man- chon cylindrique 49. Le manchon 49 est à .ou tour auppor- té concentriquement par rapport à la surface 39 du fourreau à l'aida de pattes ou ailettes 50, situées à proximité de l'extrémité intérieure de ce manchon, et d'une bague de montage 52, pourvue de pattes espacées 53, orientées vers l'intérieur, et fixée au fourreau 11 'aide de via 54.
Un Manchon 55 *et disposé concentriquement autour de l'élément tubulaire 41; il s'étend en substance depuis une extrémité de la partie Médiane cylindrique 36 du fourreau
35 du rouleau jusqu'à l'autre extrémité de cette partie.
Le manchon 55 comprend des tronçon. d'extrémités conique.
56 et 57, fixés par leurs bouta extrémes dana 1..en. axial à la surface extérieure de l'élémnent tubulaire 41, le tron- çon d'extrémité conique 56 étant de préférence plus long que le tronçon d'extrémite conique 57.
Le manchon 55 est monte dans son ensemble concentri- quement par rapport à l'élément tubulaire 41 au moyen de collier. 58 espacés longitudinalement et fixés convenable. ment, par soudage par exemple, à l'élément 41, la périphé- rie de ces colliers étant pourvue de cavités chaufreinées ou conique. 59, ainsi qu'on le voit dans la fig. 7. La paroi du manchon 55 présente dea orifices espacée 60, les- quels sont répartis dans le sens périphérique, de facon à coïncider avec lescavités 59. Cette dispositon permet de fixer le manchon sur l'élément 41 à l'aide de tampons de soudure 61 ou d'éléments de fixation analogues.
L'élément tubulaire 41 est pourvu, à proximité de son extrémité opposée au manchon 49, d'ailette. radiales 65, destinées à supporter cet élément à espacement par rapport à la surface intérieure du tronçon d'extrémité 38 du rouleau.
L'élément tubulaire 41 est également supporté à l'extrémité
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ouverte de la partie 40 de la surface du rouleau, . l'in- térieur du moyeu 66 de la plaque annulaire 67, fixée à cette extrémité ouverte au moyen de via 68 (fig. 8). Le moyeu 66 et la plaque 67 sont formée de manière à présen- ter entre eux des branches radiales 69, de façon à laisser des zones ouvertes 70. Le moyeu 66 est également pourvu de moyens pour fixer l'élément tubulaire 41, de façon qu'il ne puisse pas exécuter un mouvement longitudinal par rap- port au rouleau, cette fixation étant assurée, par exemple, à l'aide de via de pression 71, ou analogues.
En cours d'utilisations, et ai l'on considère la fig. 2, l'extrémité d'un tube d'amenée d'air 75 est diapo... dans l'extrémité, orientée vers l'extérieur, du manchon 59 L'air ainsi introduit, à une pression constante de 2 lbs.
par pouce carré par exemple, à la température normale, se dirige à travers le manchon 49, entre les ailettes d'espa- cernent 48, vers l'intérieur du fourreau 35 et, grâce à la @@truction décrite ci-dessus et à l'extrémité conique 47 du bouchon 45, est acheminé dans le sens axial, de maniera à pénétrer dana la chambre 76 - constituée entre la surface intérieure de la partie médiane cylindrique 36 du fourreau et par la surface extérieure du manchon 55- et à traverser cette chambre.
Etant donné la section graduellement décroissante de la chambre 76, telle que limitée par le tronçon d'extrémi- té d'entrée conique 56, la vitesse de l'air dans cette chambre enlève notablement. Cette augmentation de la vi- tesse de l'air aéra maintenue pendant tout son parcoura dans la chambre 76, jusqu'à ce que l'air atteigne la sortit de cette chambre, constituée par le tronçon conique 57.
De plus, la température de l'air s'élève progressive- ment pendant que celui-ci traverse le tronçon cylindrique
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Médian 36 du fourreau, étant donne l'absorption de chaleur à partir de ce dernier. Toutefois, la détente progresssi- va de l'air et l'élévation de sa vitesse de circulatoin à travers le fourreau du rouleau auront pour effet une ab- sorption sensiblement uniforme de la chaleur, à partir de la surface intérieure du fourreau du rouleau, aur toute la longueur de ce dernier.
Un autre avantage dû à la détente de l'air consiste en ce que celle-ci détermine une entrée en contact plus complète et plus uniforme de l'air avec la surface intérieure du fourreau du rouleau à l'extrémité d' entrée de celui-ci, ce qui détermine une "action de lavage" de toutes les parties de la surface intérieure du fourreau du rouleau, lors du passage de cet air à travers ces parti...
A cet effet, la longueur du tronçon d'extrémité coni- que 56 peut varier, de facon à uniformiser l'efficacité du refroidissement produit par l'air dans toute la chambre 76, compte tenu des conditions spécifiques existanete.s En d'autres termes, la longueur peut varier en tenant compte de la température désirée sur la surface extérieure du rou- leau, du diamètre et de l'épaisseur de ce dernier, ainsi que de la vitesse ou nombre de tours par Minute de ce rou- Issue la disposition étant telle qu'une pression d'air ini- tiale constante plue grande est appliquée lorsque la vites- se est plus élevée.
La partie conique 57 du manchon 55 présente de préfé- renée une longi ur inférieure à celle de la partie 56, étant donné que l'on desire Maintenir la vitesse accrue du flux d'air, en substance jusqu'à l'extrémité de sortie de la par- tie médiane cylindrique 36 du fourreau du rouleau. Ceci présente également un avantage en ce qu'il en résulte une diminution de la turbulence de l'air' l'extrémité de sortît de la chambre 76, ainsi qu'une évacuation plus rapide de
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l'air hors de cette chambre.