FR2733225A1 - Dispositif de formage de barre, notamment en un materiau vitreux - Google Patents
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Abstract
Le dispositif, qui opère par coulée du matériau à l'état fondu dans un moule, est remarquable en ce que ledit moule (3) comprend a) une paroi interne cylindrique (6) en un matériau poreux et b) des moyens (7, 8) pour injecter un gaz dans cette paroi (6) et faire sortir celui-ci de la paroi (6) par la face de celle-ci qui est en regard du matériau vitreux accumulé dans le moule, de manière à constituer un écoulement intersticiel d'un film de gaz écartant le matériau vitreux de la paroi interne du moule. Application au formage de barres en verres optiques.
Description
La présente invention est relative à un dispositif de formage d'une barre en un matériau vitreux et, plus particulièrement, à un tel dispositif opérant par coulée dudit matériau, notamment du verre, à l'état fondu dans un moule.
Pour réaliser des composants optiques, tels que des lentilles par exemple, on peut commencer par former des ébauches à partir d'une barre de verre découpée en tranches, chaque ébauche étant ensuite meulée, ou refondue et moulée, pour atteindre la forme finale de la lentille.
Une autre façon de réaliser des composants optiques, nommée "refoulage", consiste à réchauffer l'extrémité d'une barre dans un four jusqu'au ramolissement du verre constituant l'extrémité de cette barre, puis à introduire ladite extrémité dans un dispositif de pressage dont les formes intérieures des moules ont sensiblement celles du composant à réaliser. L'obtention d'une bonne qualité de surface du composant nécessite une bonne qualité de surface de la barre, désignée sous le nom de "poli feu".
D'autres réalisations de barres de verre peuvent être destinées à des guides d'onde cylindriques et à des ébauches pour fabrication par étirage de fibres optiques, où là encore un bon état de surface de barre est nécessaire.
Pour former une barre de verre, on connaît des procédés dit "Vello" ou "downdraw" suivant lesquels on fait couler du verre fondu, du fond d'un réservoir percé d'une ouverture dans laquelle est installée une cloche sur la surface de laquelle coule par gravité le verre fondu, avant de se rassembler sous la cloche. On peut former un tube de verre en aval de la cloche en injectant de l'air dans le verre par l'axe de la cloche. On forme un cordon de verre plein en aspirant l'air suivant cet axe pour aider au rassemblement des filets de verre fondu sous la cloche.
Le cordon ou barre de verre ainsi formé est ensuite éventuellement étiré et conditionné thermiquement jusqu'à son durcissement.
Ces procédés permettent d'obtenir une barre présentant un bon état de surface du fait que celle-ci est restée libre de tout contact pendant la formation de la barre, alors que le verre est encore à l'état plastique. Les débits de matériaux peuvent être élevés (de l'ordre de 50 à 300 kg/h). Par contre le verre doit présenter une viscosité suffisamment élevée (50.000 à 100.000 poises) autour de la cloche pour contrebalancer les forces de gravité agissant sur la barre de verre formée, qui ne peut dépasser un diamètre relativement faible (30 à 50 mm environ, au maximun).
On ne peut donc utiliser les verres qui dévitrifient à une faible viscosité. En outre, les barres de verre obtenues sont de qualité insuffisante pour des applications optiques du fait d'inhomogénéités du verre au voisinage de l'axe de la barre. D'autres inconvénients grèvent ces procédés, notamment : tendance à l'ovalisation de la barre, mise en régime lourde, impossibilité de produire des barres présentant un gradient transversal de composition, alors qu'un tel gradient est couramment utilisé aujourd'hui notamment dans des lentilles optiques à gradient radial d'indice de réfraction.
On connaît aussi un procédé d'obtention d'une barre de verre par coulée continue de verre fondu dans un moule incliné, généralement refroidi. A la suite du moule, avant une zone de découpe, on trouve des moyens de conditionnement thermique et des moyens de régulation de la vitesse de la barre sortant du moule. Ce procédé permet de produire des barres de section variées (circulaires, ovales, rectangulaires, etc...) par une conformation convenable de la section du moule. La dévitrification du verre pose moins de problème que dans les procédés décrits ci-dessus, le verre obtenu peut être de qualité optique et on peut réaliser des barres de grands diamètres, pour l'obtention de grosses lentilles optiques par exemple.
Par contre, du fait du contact établi entre la coulée de verre et les parois du moule, la qualité de la surface de la barre obtenue est mauvaise, cette surface étant marquée d'ondulations dites " frisure" qu'il faut enlever par un usinage qui accroît le coût de la fabrication et qui provoque une perte de matière.
On connaît encore un procédé de formage de barres de verre par coulée de verre fondu dans un moule ouvrant, muni d'un fond mobile qui descend dans le moule pendant la coulée. Après un temps de refroidissement suffisant, le moule s'ouvre pour dégager la barre de verre qu'il contient. Il y a contact entre le verre et le moule, donc possibilité de défaut de "frisure" en surface, comme dans le procédé opérant par coulée dans un moule incliné.
La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de formage d'une barre en un matériau vitreux, qui ne présente aucun des défauts des dispositifs de mise en oeuvre des procédés décrit ci-dessus.
En particulier, la présente invention a pour buts de réaliser un dispositif de formage de barres en un matériau vitreux présentant un état de surface excellent du type "poli feu" sans frisure, ce dispositif permettant, simultanément, d'obtenir des barres de fort diamètre (supérieur à 100mm), d'assurer éventuellement le transfert dans la barre d'un profil transversal de composition établi dans la coulée de matériau fondu qui l'alimente, sans perturbation dudit profil, de permettre la réalisation de barres de verre de qualité optique, y compris avec des verres dévitrifiant facilement, d'obtenir des barres de section droite de formes diverses, le dispositif s'adaptant à une gamme étendue de débits de verre et présentant une grande rapidité de mise en régime.
On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de formage d'une barre en un matériau vitreux, par coulée dudit matériau à l'état fondu dans un moule, ce dispositif étant remarquable en ce que ledit moule comprend a) une paroi interne cylindrique en un matériau poreux et b) des moyens pour injecter un gaz dans cette paroi et faire sortir celui-ci de la paroi par la face de celle-ci qui est en regard du matériau vitreux accumulé dans le moule, de manière à constituer un écoulement interstitiel d'un film de gaz écartant le matériau vitreux de la paroi interne du moule.
Grâce au "coussin" de gaz de faible épaisseur ainsi constitué entre le matériau vitreux et le moule, la forme de la barre obtenue reste sensiblement conforme à celle du moule et reste cependant hors de tout contact physique avec celui-ci, ce qui permet à sa surface de conserver un fini parfait, dépourvu de toute "frisure".
Suivant une autre caractéristique du dispositif selon l'invention celui-ci peut comprendre des moyens de conditionnement thermique du matériau vitreux et du moule.
Suivant encore une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, le moule peut comprendre une enceinte dont l'une des paroi est constituée par la paroi poreuse, et des moyens pour injecter un gaz sous pression dans cette enceinte. Celle-ci peut être partiellement remplie avec un matériau poreux autorisant un transfert thermique entre la paroi poreuse du moule et l'enceinte. Cette paroi poreuse peut être isolée de l'enceinte par un revêtement étanche, des moyens d'injection de gaz dans cette paroi étant connectés à des surfaces de la paroi non recouvertes par ce revêtement, un fluide de refroidissement circulant dans 1 'enceinte.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif suivant la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel les figures 1 à 9 représentent schématiquement divers modes de réalisation du dispositif suivant l'invention.
On se réfère au dispositif représenté à la figure 1 où il apparaît qu'un matériau vitreux 1 à l'état pâteux, tel que du verre, est délivré par un tube de coulée 2 alimenté par un réservoir de verre pâteux (non représenté).
Un moule 3 cylindrique, immobile, d'axe vertical, dont la section est supérieure ou égale à celle du tube de coulée, est disposé en dessous de l'extrémité du tube. Suivant l'invention ce moule 3 est réalisé en un matériau poreux.
La face extérieure du moule 3 est alimentée avec un gaz sous pression qui pénètre donc dans le moule suivant les lignes de courant schématisées par les flèches et ressort par la face intérieure du moule.
Le fond du moule est ouvert. Il en sort, d'une manière continue, la barre de verre formée dans le moule et durcie par refroidissement. Des galets d'entraînement 41 42 disposés à la sortie du moule, en prise avec la barre, tirent celle-ci et réglent la vitesse du verre s'écoulant dans le moule de telle sorte qu'une zone d'étalement du verre se forme au voisinage de la face supérieure du moule 3. Le verre est donc amené à épouser sensiblement le profil intérieur du moule 3, sans pour autant être en contact avec ce dernier, grâce au "film" interstiel de gaz établi entre le verre et le moule par le gaz soufflé à travers la paroi du moule.
On remarquera que le dispositif suivant l'invention permet de réaliser des barres de verre de fort diamètre, par élargissement de la coulée de verre issue du tube 2, de plus petit diamètre, cette coulée de petit diamètre permettant d'éviter des problèmes de dévitrification que l'on rencontre parfois avec des coulées de fort diamètre.
En effet, à débit égal, un tube de plus petit diamètre permet de délivrer du verre à plus basse viscosité.
Au cours de son trajet vers le bas du moule, le verre se refroidit jusqu'au point de pouvoir être manipulé sans dommages et de supporter son propre poids. I1 passe ensuite éventuellement dans une zone de conditionnement thermique et dans un dispositif de découpe (non représentés).
Le mode de réalisation du dispositif suivant l'invention représenté à la figure 2 assure une production discontinue de barres de verre. Il se distingue du mode de réalisation représenté à la figure 1 en ce qu'il comprend un moule 3 muni d'un fond mobile 31 monté sur un vérin (non représenté) par exemple, pour assurer la descente progressive du verre dans le moule et sa remontée pour le déchargement du moule. Cette variante convient plus particulièrement aux forts débits de verre. En effet elle permet de concevoir un dispositif comportant une pluralité de moules montés sur une tourelle rotative, par exemple, et installés successivement sous le tube 2 de coulée.
Comme on l'a vu plus haut, le défaut à combattre est la "frisure" (ondulations annulaires sur la surface extérieure du verre). Ce défaut est créé lorsque la peau du verre est refroidie de façon préférentielle par rapport au coeur du verre, dans la zone d'étalement située en haut du moule suivant l'invention. La formation d'un film de gaz écartant le verre du moule est le facteur prépondérant conduisant à la disparition de ce phénomène. Les autres facteurs permettant de limiter ce phénomène sont : une limitation du rapport d'élargissement de la coulée à l'entrée dans le moule, une faible viscosité du verre, un débit élevé de celui-ci, une partie haute du moule chaude, une ambiance chaude dans la zone séparant le bas du tube du haut du moule.
Pour établir une telle ambiance on peut disposer des moyens de chauffage 5 à ce niveau, constitués par des brûleurs ou des résistances électriques (voir figure 1).
Ces moyens peuvent être aussi intégrés à la partie supérieure du moule.
Un des avantages du dispositif suivant l'invention tient dans le fait qu'il permet de transférer de façon homothétique un profil de composition axisymétrique établi dans la coulée de verre fondu qui entre dans le moule. Un tel profil de composition peut être, à titre d'exemple, celui d'une succession de couches concentriques de différents verres, ou un matériau obtenu après formation initiale d'une telle succession de couches puis interdiffussion partielle de ces couches aux interfaces telles que celle (1') représentée en trait interrompu à la figure 1. On décrit des moyens permettant d'obtenir un tel profil dans la demande de brevet français déposée ce jour par la demanderesse et intitulée "Procédé et dispositif de fabrication d'une barre de verre en un matériau présentant un gradient de composition transversal, notamment de barre de verre".
Des différences de densité et/ou de viscosité entre les différentes couches de verre sont susceptibles de perturber le transfert de profil. Ces perturbations peuvent être contrecarrées par l'établissement d'une viscosité moyenne élevée ( > 50 poises) dans le verre et par l'établissement d'un profil de température de moule assurant un refroidissement rapide du verre après étalement.
Dans certains cas, le débit du verre fourni est faible, la viscosité élevée et le tube 2 de petit diamètre (par exemple 5kg/h, 5000 poises, tube de 10 mm de diamètre) et l'on désire un rapport d'élargissement élevé, 10 par exemple. Un soin particulier doit alors être apporté à la thermique de la zone d'étalement et il faut établir une température élevée de la zone haute du moule, et ajouter éventuellement des moyens 5 de chauffage (voir figure 1) pour maintenir une ambiance chaude entre le bas du tube 2 et le haut du moule 3.
A titre d'exemple, le graphite, des structures poreuses en acier inoxydable, en alliage de nickel ou en bronze, des céramiques poreuses peuvent convenir pour constituer la paroi poreuse du moule, à condition de présenter un bon état de surface. Les pressions de gaz sont, pour du graphite à 13% de porosité de 8mm d'épaisseur de paroi, de 0,5 à 6 bars relatifs. Les valeurs à utiliser pour d'autres matériaux se déduisent de leur perméabilité et de l'épaisseur de paroi employée.
On a représenté aux Figs 3 à 7, en coupe axiale schématique, divers modes de réalisation du moule formant partie du dispositif suivant l'invention, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs. Sur ces figures des références numériques identiques désignent des éléments ou organes identiques ou similaires.
Dans le moule de la Figure 3, la paroi poreuse 6 du moule est insérée dans une enceinte étanche 7 munie d'une entrée 8 pour le gaz qui doit s'écouler en un film, entre la face interne de la paroi 6 et le verre contenu dans le moule. Un refroidissement de la paroi extérieure de l'enceinte (par exemple avec de l'air ou de l'eau s'écoulant suivant les flèches f) peut éventuellement être utilisé. La capacité de refroidissement d'un tel moule est cependant faible. Il convient pour de très faibles débits ou pour la partie basse d'un dispositif fonctionnant à plus fort débit, comme on l'expliquera plus loin en liaison avec la figure 8.
On a représenté à la figure 4 une variante du moule de la figure 3, dans laquelle l'espace situé entre l'enceinte et la paroi poreuse 6 du moule est occupé par un matériau macroscopiquement poreux 9, par exemples des particules métalliques (billes, boulons, tresses de laine métallique, etc...) qui assurent un transfert thermique entre paroi 6 et enceinte 7. Un refroidissement ou un chauffage appliqué à l'enceinte 7 (suivant les flèches f) est ainsi transféré à la paroi poreuse 6 du moule.
Le moule de la figure 5 dérive de celui de la figure 3 par adjonction d'un élément tubulaire spiralé 10 constituant un autre moyen de conditionnement thermique de la paroi interne poreuse 6 du moule, avec laquelle il est en contact. Cet élément peut être constitué par un tube à circulation de liquide pour un refroidissement, ou par une résistance électrique pour un chauffage. Deux tels éléments pourraient être superposés : un dans le haut du moule pour le chauffer comme on l'a vu plus haut, un autre dans le reste du moule, pour le refroidir.
Dans le moule de la Figure 6 le gaz n'est pas introduit par la face extérieure de la paroi poreuse 6 du moule, mais par plusieurs trous verticaux pratiqués dans son épaisseur. Des conduits 111,112, percés dans l'épaisseur de la paroi de l'enceinte 7 et des gorges annulaires 121,122 permettent au gaz de pénétrer dans ces trous verticaux 13l,132, etc... distribués annulairement.
La surface extérieure de la paroi poreuse 6 du moule est rendue imperméable, par exemple par un revêtement 14 en matière organique ou minérale et elle est refroidie par une circulation de fluide forcée entre l'entrée 8 de l'enceinte et sa sortie 15. En rendant variable le diamètre extérieur de la paroi poreuse 6 du moule (donc son épaisseur), il est possible de doser le refroidissement au long de la hauteur du moule.
Une variante du moule de la figure 6 est représentée à la figure 7 ou il apparaît que la paroi poreuse 6 comprend en outre des trous horizontaux 161,162 traversant le revêtement extérieur étanche 14 et débouchant sur la surface interne de la paroi 6 ou s'arrêtant à faible distance de celle-ci. L'intérêt de cette variante, notamment dans le cas de moules de grande longueur est que les trous assurent une évacuation partielle du gaz, qui n'a donc pas besoin de se propager en totalité jusqu'aulx parties supérieure ou inférieure du moule. La stabilité du film de gaz peut ainsi être améliorée.
Lorsque la hauteur totale de moule nécessaire est importante, on peut superposer deux moules 3,3' ou plus, comme représenté à la figure 8. On notera qu'ainsi une évacuation de gaz est possible entre les moules et qu'on peut mettre en oeuvre des concepts théoriques différents dans chaque moule. Par exemple, la partie haute du moule 3 pourrait être chauffée avec une résistance électrique, comme illustré à la Fig.5, la partie basse du moule 3 peut être garnie de billes métalliques par exemple, comme le moule de la Fig.4 et le moule 3' peut prendre la forme de celui de la Fig.3.
D'une manière générale le moule du dispositif suivant l'invention comprend au moins une parmi les 3 zones suivantes : une partie chauffée, une partie "fortement" refroidie, une partie "faiblement" refroidie.
Le but recherché est d'amener le verre à une température suffisamment basse (viscosité > 107'5 à 10i5 poises). Cette baisse de température doit être suffisamment lente pour éviter que des gradients de température otur peau trop importants, générateurs de contraintes mécaniques, se développent.
Le temps de séjour dans le moule dépendra de la viscosité de départ, du diamètre et du type de verre. Le tableau suivant donne des valeurs minimales utilisables de ce temps de séjour:
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> barre <SEP> Temps <SEP> de <SEP> séjour <SEP> (s)
<tb> <SEP> (mm)
<tb> <SEP> Minimum <SEP> Minimum <SEP> Préféré
<tb> <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 30
<tb> <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 85
<tb> <SEP> 50 <SEP> 95 <SEP> 160
<tb> <SEP> 80 <SEP> 170 <SEP> 290
<tb>
Ces valeurs minimales pourront être dépassées dans des proportions importantes, notamment dans le cas de faibles débits et/ou de forts diamètres. Par exemple, dans le cas d'un diamètre de barre de 80 mm à un débit de lOkg/h, une longueur axiale de moule d'au moins 10 cm est conseillée, ce qui représente un temps de séjour d'au moins 450 s.
<tb> <SEP> (mm)
<tb> <SEP> Minimum <SEP> Minimum <SEP> Préféré
<tb> <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 30
<tb> <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 85
<tb> <SEP> 50 <SEP> 95 <SEP> 160
<tb> <SEP> 80 <SEP> 170 <SEP> 290
<tb>
Ces valeurs minimales pourront être dépassées dans des proportions importantes, notamment dans le cas de faibles débits et/ou de forts diamètres. Par exemple, dans le cas d'un diamètre de barre de 80 mm à un débit de lOkg/h, une longueur axiale de moule d'au moins 10 cm est conseillée, ce qui représente un temps de séjour d'au moins 450 s.
Le moule représenté à la figure 9 comprend des moyens de post-conditionnement thermique, installés à la sortie du moule. Ces moyens (17,18) servent à homogénéiser la température du verre pour réduire ses tensions internes et pour pouvoir le découper. Ils peuvent comprendre une partie 17 fixe et, éventuellement, une partie 18 s'escamotant pour permettre la découpe du verre suivant la flèche 19. Dans le cas de faibles débits, ces moyens (17,18) peuvent éventuellement assurer un recuit complet du verre. Dans le cas contraire, les barres coupées sont enfournées dans une installation de recuit classique. Des galets 201 jouent, dans ces moyens 17,18, le rôle des galets 41,42 du dispositif de la Fig.l.
Le dispositif suivant l'invention est propre à former en barre, éventuellement de grand diamètre, des verres d'une très large gamme de viscosités, d'environ 1 à 30.000 poises, et préférentiellement de 10 à 10.000 poises.
Les plus faibles viscosités seront préférentiellement utilisées pour des verres dévitrifiant facilement.
L'invention permet donc de réaliser des barres de qualité optique et de surface type "poli feu" avec des verres dévitrifiant à des viscosités de 1 à 10 poises.
Les viscosités les plus élevées seront plutôt utilisées dans le transfert d'un profil de composition obtenu à la sortie d'un système d'alimentation en verre tel qu'un tube de coulée, qui peut en effet nécessiter une viscosité élevée (1.000 à 30.000 poises). On pourra se référer à cet égard à la demande de brevet précitée, déposée ce jour par la demanderesse. On utilisera aussi une viscosité élevée pour le formage d'une barre de verre "dur", c'est-à-dire de verre difficile à fondre (par exemple borosilicate ou vitrocéramique). Avec de tels verres, l'obtention de faibles viscosités nécessiterait un système d'alimentation fonctionnant à température élevée (par exemple > 1 500"C) ce qui est technologiquement difficile à réaliser. L'invention permet donc de fabriquer de tels verres dans des conditions avantageuses.
Les tableaux ci-dessous donnent des exemples non limitatifs de points de fonctionnement,
a) pour du verre homogène :
a) pour du verre homogène :
<tb> Diam. <SEP> tube <SEP> (mm) <SEP> 25 <SEP> | <SEP> 15 <SEP> | <SEP> 15 <SEP> 22 <SEP> 22 <SEP> 40
<tb> viscosité <SEP> (poises) <SEP> 3000 <SEP> 190 <SEP> 90 <SEP> ~ <SEP> <SEP> 300 <SEP> 190 <SEP> 500
<tb> Diam. <SEP> barre <SEP> (mm) <SEP> 80 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> ou <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> et <SEP> 100
<tb> <SEP> Débit <SEP> (kg/h) <SEP> 10 <SEP> 40 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> 190 <SEP> 500
<tb> b) pour du verre à profil de composition variable
<tb> viscosité <SEP> (poises) <SEP> 3000 <SEP> 190 <SEP> 90 <SEP> ~ <SEP> <SEP> 300 <SEP> 190 <SEP> 500
<tb> Diam. <SEP> barre <SEP> (mm) <SEP> 80 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> ou <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> et <SEP> 100
<tb> <SEP> Débit <SEP> (kg/h) <SEP> 10 <SEP> 40 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> 190 <SEP> 500
<tb> b) pour du verre à profil de composition variable
<tb> <SEP> I <SEP> #
<tb> Diam.<SEP> tube <SEP> (mm) <SEP> 16 <SEP> 10
<tb> <SEP> q
<tb> <SEP> Débit <SEP> (kg/h) <SEP> 12 <SEP>
<tb>
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est pas limitée à la fabrication de barres cylindriques. D'autres formes, se rapprochant de sections carrées, rectangulaires, triangulaires, prismatiques, pourront être produites, à condition de ne pas présenter d'angle vif (rayon de courbure > 1 mm).
<tb> Diam.<SEP> tube <SEP> (mm) <SEP> 16 <SEP> 10
<tb> <SEP> q
<tb> <SEP> Débit <SEP> (kg/h) <SEP> 12 <SEP>
<tb>
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est pas limitée à la fabrication de barres cylindriques. D'autres formes, se rapprochant de sections carrées, rectangulaires, triangulaires, prismatiques, pourront être produites, à condition de ne pas présenter d'angle vif (rayon de courbure > 1 mm).
Dans le cas de sections de formes élancées, un système d'alimentation en verre tel qu'une "queue de carpe", distribuant un filet de verre plutôt qu'un écoulement axisymétrique, sera préféré.
L'orientation préféré du dispositif est verticale. Une orientation inclinée (jusqu'à 45 environ) peut cependant être envisagée, notamment pour réduire l'espace vertical nécessaire au dispositif.
De même, l'invention n'est pas limitée au formage de barre en verre ou en matériau vitreux et s'étend à d'autres matériaux solides à la température ambiante et fluides ou plastiques à une température prédéterminée, supérieure à la température ambiante, tels que des matières plastiques organiques ou des céramiques, par exemple. Encore, des matériaux poreux autres que ceux énoncés plus haut pourraient être utilisés pour constituer la paroi interne du moule, dans la mesure où ils sont choisis parmi ceux susceptibles de résister aux températures auxquels ils sont soumis.
Claims (16)
1. Dispositif de formage d'une barre, notamment en un matériau vitreux, par coulée dudit matériau à l'état fondu dans un moule, caractérisé en ce que ledit moule (3;3') comprend a) une paroi interne cylindrique (6) en un matériau poreux et b) des moyens (7,8) pour injecter un gaz dans cette paroi (6) et faire sortir celui-ci de la paroi (6) par la face de celle-ci qui est en regard du matériau vitreux accumulé dans le moule, de manière à constituer un écoulement interstitiel d'un film de gaz écartant le matériau vitreux de la paroi interne du moule.
2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi interne (6) est formée par une structure poreuse d'un matériau du groupe formé par le graphite, l'acier inoxydable, un alliage de nickel, le bronze, une céramique.
3. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de conditionnement thermique (5;10) du matériau vitreux et du moule.
4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en que lesdits moyens de conditionnement (10) comprennent des moyens de refroidissement du moule.
5. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de conditionnement (10) comprennent des moyens de chauffage d'au moins la partie haute du moule.
6. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de conditionnement (5) comprennent des moyens de chauffage de la coulée de matériau fondu au voisinage de son entrée dans le moule.
7. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond du moule est ouvert et en ce que des moyens (41t42; 201) agissent sur la barre de matériau refroidi qui sort continûment de ce fond du moule, pour en réguler la vitesse de sortie.
8. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moule comprend un fond mobile (31) monté sur un mécanisme de déplacement de ce fond, entre le haut et le bas du moule.
9. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (7) dont une des parois est constituée par la paroi poreuse (6) du moule, et des moyens (8) pour injecter un gaz sous pression dans cette enceinte.
10. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que l'enceinte (7) est partiellement remplie avec un matériau (9) macroscopiquement poreux autorisant un transfert thermique entre la paroi poreuse (6) du moule et l'enceinte (7).
11. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que la paroi poreuse (6) du moule est isolée de l'enceinte (7) par une revêtement étanche (14), en ce que les moyens d'injection de gaz (11i,12s,13i) dans cette paroi sont connectés à des surfaces de la paroi non recouvertes par ce revêtement (14) et en ce qu'un fluide de refroidissement circule dans l'enceinte (7).
12. Dispositif conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi poreuse (6) du moule est traversée, au moins partiellement, par des trous d'échappement (161,162) traversant aussi le revêtement étanche (14).
13. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs moules (3,3') empilés coaxialement.
14. Dispositif conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'aval du ou des moules, des moyens de post-conditionnement thermique (17,18) et des moyens 19 de découpe de la barre de matériau vitreux sortant du moule.
15. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne (6) du moule est cylindrique et d'axe sensiblement vertical.
16. Barre de verre formée dans le dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9504647A FR2733225B1 (fr) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Dispositif de formage de barre, notamment en un materiau vitreux |
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Patent Citations (3)
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