Brevet FR2041808A1 — publié le 19710205

La présente invention concerne la découpe du verre, et - plus spécialement la découpe du verre par application de chaleur le long de la ligne de découpe voulue. ♦ \ Le procédé le plus courant de découpe du verre consiste 5 à inciser le verre le long d'une ligne voulue de découpe et à appliquer ensuite une force de flexion le long de la ligne dincision, Un autre procédé qui a été utilisé avec un certain succès consiste à inciser le verre et à le mettre ensuite en contact avec un fil chauffé le.long de la ligne d'incision. Dans ce dernier to procédé, le chauffage isolé établit un déséquilibre des contraintes dans le verre qui provoque le développement de la ligne d'incision. Bien que le procédé utilisant tui fil métallique chaud se soit avéré très avantageux pour découper des feuilles de verre 15 relativement minces, on. a constaté que, lorsqu'il s'agit de découper des feuilles d'une épaisseur de 19 mm ou plus, la découpe a tendance à être grossière et irrégulière. (Théoriquement, on pense que la difficulté est due au fait que,lorsque le fil métallique chaud entre en contact avec le verre, le fil métallique se refroi-20 dit momentanément au point de contact , de sorte que la chaleur radiante près du point de contact est provisoirement supérieure à la chaleur de contact. Ainsi, le déséquilibre des contraintes n'est pas établi directement le long de la ligne d'incision , mais pourrait se produire en divers points de part et d'autre 25 de cette ligne. Il en résulte une découpe grossière et irrégulière. Comme solution au problème, la présente invention envisage d'utiliser un procédé dans lequel la source de chaleur n'entre pas en contact avec le verre. Selon une caractéristique de la présente invention; la chaleur radiante émise par un fil métal-30 lique chaud est appliquée à la ligne de découpe et,selon une autre caractéristique, une source d'air chaud applique la chaleur par convection. En conséquence, la présente invention a pour objet ï - un procédé et un appareil à découper le verre par ap-35 plication de chaleur qui donne une cassure propre et uniforme ; - un procédé et un appareil à découper des feuilles de verre par application de chaleur concentrée le long de la ligne 70 16085 2 2041808 de découpe voulue ; - un procédé de découpage dans lequel il est inutile d'in- i ciser tout d'abord la feuille ; - un appareil pour appliquer une chaleur radiante concen- 5 trée le long de la ligne de découpe ; j - un appareil pour appliquer une chaleur concentrée par ! .convection le long de la ligne de découpe. ■ D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard 10 des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : La figure 1. est une vue en perspective d'un appareil à découper utilisant un fil métallique chauffé ; 15 la figure 2 est -une coupe transversale de l'appareil de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe partielle à plus grande échelle analogue à celle de la figure 2 ; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 20 2 ; la figure 5 est une coupe partielle d'une autre forme de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une coupe partielle à plus grande échelle suivant la ligne 6-6 de la figure 5 » 25 la figure 7 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de l'invention ; la figure 8 est une élévation longitudinale de l'appareil de la figure 7» représentée en partie en coupe ; et la figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 30 8. Selon la présente invention, un procédé de découpage de plaques de verre est caractérisé en ce qu'il consiste à diriger la chaleur contre la surface d'une plaque en la.concentrant le long d'une ligne étroite correspondant, à la ligne de découpe 35 voulue,depuis une source .de chaleur qui est espacée de ladite surface. Egalement, selon la présente invention, un appareil à découper des plaques de verre comporte un dispositif définissant y . COPv 70 .16085 3 2041803 une surface de support contre laquelle la plaque repose en position de découpage, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de chauffage disposé au-dessus de la surface de support, un dispositif pour diriger la chaleur émanant du dispositif 5 de chauffage vers ladite surface et un dispositif limitant la zone . d'action de la chaleur à une étroite ligne correspondant à la ligne de découpe voulue. En se référant aux dessins, la figure 1 représente un appareil de chauffage du type à fil métallique chaud, désigné d'une 10 façon générale par le numéro de référence 10, monté sur une table de découpe 11. Une feuille de verre 12 est représentée sur la table, son bord avant étant en contact avec une barre de calibrage • 13 qui est maintenue en place par un dispositif 14. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, 15 l'élément de chauffage est constitué par un fil métallique hélicoïdal 15 qui est enfermé dans un bloc relativement massif de matière isolante 16. Comme on le voit sur la figure 4, le bloc 16 est un peu plus long que la largeur de la feuille 12 à découper et le fil 15 est disposé dans un trou longitudinal 17 ménagé 20 dans le bloc près de la surface inférieure 18 (figure 3). Pour former un passage limité pour la chaleur radiante émanant du fil hélicoïdal, une fente 19 d'une largeur de 1,59 mm s'étend de la surface 18 au trou 17- Le bloc 16 est maintenu dans une enveloppe métallique 20 25 fixée à un élément de support 21 en forme d'U qui s'étend au-delà des extrémités du bloc 16 et qui est supporté par des éléments de support latéraux 22 fixés à la face supérieure de la table 11. On a constaté que lorsqu'on découpe des feuilles d'une épaisseur de 19 mm, on obtient d'excellents résultats si la surface 18 est 30 à une distance de 1,59 nim environ au-dessus de la surface supérieure de la feuille, bien qu'il soit évident que des feuilles d'épaisseur différente puissent nécessiter des espacements différents pour obtenir des résultats optima. Pour obtenir l'espacement correct, on utilise des cales 23 35 (figures 1 et 4) qui peuvent être placées entre le support latéral 23 et la table 11. En se référant de nouveau à la figure 4, le fil hélicoïdal t COpy 70 16085 4 2041808 15 est relié par chaque extrémité à des blocs de connexion isolés 24, 25 fixés à l'enveloppe 20 , et des fils conducteurs 26, 27 s'étendent entre les isolateurs et une source convenable d'énergie électrique (non représentée). 5 Le support de la feuille par un coussin d'air facilite la mise en place et le déplacement de la feuille 12 pour la découpe. A cet effet, comme représenté sur les figures 2, 3 et 4, la table 11 comporte une chambre de soufflage 28 formée par une paroi supérieure 29, des parois latérales 30 et une paroi inférieure 10 (non représentée). La paroi supérieure 29 présente une série de trous 31 communiquant avec la chambre de soufflage et elle est recouverte d'une couche 32 de matière non abrasive comme le feutre. La chambre de soufflage est reliée à une source convenable d'air comprimé (non représentée) et une pression suffisante est •j 5 maintenue dans cette chambre pour supporter la feuille 12 sur un t coussin d'air, l'air passant par les trous 31 et étant diffusé à travers le feutre 32. Outre le fait de faciliter la manutention de la feuille pour la mettre en position en vue de la découpe, le coussin d'air favorise la découpe , étant donné que le poids 20 de la feuille de part et d'autre de la ligne chauffée tend à cintrer la feuille le long de cette ligne. On a constaté que lorsqu'on utilise le procédé de découpe à chaud de la présente invention, il n'est plus nécessaire d'inciser tout d'abord les feuilles, bien qu'un repère drincision 33 25 formé aux bords opposés de la ligne de découpe, comme indiqué sur la figure 1, permette de mieux s'assurer que les bords se coupent proprement. Dans une opération de découpe particulière, la barre de calibrage 13, et le dispositif de repérage 14 sont placés à une 30 distance prédéterminée de la fente 19- On fait glisser une feuille de verre ou ébauche sous l'appareil de chauffage 10 et on met ce dernier sous tension. Lorsque le fil de chauffage hélicoïdal 15 est sous tension, la chaleur est émise à travers la fente 19 et contre la feuille. A cause du passage limité réservé à la cha-55 leur et de la grande masse isolante 16 qui l'entoure, la chaleur est efficacement concentrée sur l'étroite ligne définie par la fente. Par une telle concentration de la chaleur, il s'établit 70 16085 5 2041808 une importante différence de température entre la partie non chauffée de la feuille et la zone chauffée très limitée, et le développement coïncident des contraintes^ provoque une cassure propre et uniforme. 5 ' A titre d'exemple , on a obtenu d'excellents résultats sur un verre d'une épaisseur de 1 9 mm environ en utilisant un fil de "Nichrome" de 0,56 mm formant tin enroulement hélicoïdal d'une longueur de 127 cm, et avec une puissance d'entrée de 960 watts. Dans ces conditions, le fil hélicoïdal atteint une température ■JO comprise entre 760° et 816°C et la découpe peut être effectuée en 5 à 15 secondes. Les figures 5 et 6 représentent une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle le fil de chauffage hélicoïdal 15 est remplacé par un élément chauffant 34 en forme de 15 barre massive. Les détails de construction de l'appareil sont essentiellement identiques à ceux représentés sur les figures 4 et 5 ; toutefois, la barre 34 est entièrement supportée par le bloc isolant 16 par l'intermédiaire d'éléments d'écartement 35 qui centrent la barre dans le trou 36 ménagé à cet effet. 20 Lorsqu'on utilise une barre massive, il est inutile de monter séparément des blocs de connexion,et les fils conducteurs 26 et 27 peuvent être connectés directement à la barre, comme on le voit sur la figure 5. Les figures 7, 8 et 9 représentent une autre forme de réa-25 lisatlon de l'invention dans laquelle on utilise un chauffage par convection pour effectuer la découpe. Comme on le voit sur la figure 7, l'appareil de chauffage par convection, désigné d'une façon générale par le numéro de référence 37, comporte un réchauffeur d'air 38,un tube distributeur 39 et des éléments de 30 support 40 fixés à la table de découpe 11. Le réchauffeur 38 comporte un boîtier 41 formant une chambre d'échange de chaleur , un raccord 32 d'admission d'air reliant "la chambre à une source d'air comprimé,et un élément chauffant (non représenté) monté dans la chambre et relié à une source con-35 venable de courant électrique par des conducteurs 43 et 44. Le tube distributeur 39 peut être un tube ordinaire relié au réchauffeur 38 en le vissant sur un raccord 45 (figure 8) 70 16085 6 2041808 qui est assujetti au réchauffeur à l'opposé du raccord d'admission 42. L'extrémité opposée du tube 39 est fermée par un bouchon 46 et une seule rangée de petits trous 47 est ménagée dans la paroi du tube pour distribuer l'air chauffé et le diriger 5 contre la feuille le long d'une ligne étroite. A titre d'exemple , on a obtenu d'excellents résultats sur un verre de 19 mm en utilisant un tube distributeur de 3,81 cm présentant des trous d'un diamètre de 0,8 mm environ, dont les axes sont espacés de 3,18 mm , avec de l'air maintenu à 0,14 bar 10 et chauffé entre 316° et 482°C. Ces conditions donnent également un temps de découpe de 5 à 15 secondes. Des éléments de support 40 sont de simples consoles en cornière fixées aux côtés opposés de la table 11 et présentent des trous dans leurs branches verticales pour y introduire le 15 tube 39. Le tube peut être fixé aux consoles par tout moyen commode, par exemple par soudage et, grâce au montage rigide du tube, le'réchauffeur à air peut être monté simplement en porte-à-faux sur les supports sans monture supplémentaire . La hauteur du tube 39 au-dessus de la table est réglée au 20 moyen de cales 23 de la même façon que lorsqu'on utilise le réchauf feur à fil métallique chaud. On a constaté,par exemple, que pour découper un verre d'une épaisseur de 19 mm, une hauteur laissant un espacement de 3,18 mm environ entre la face supérieure du verre et les trous de sortie 47 donne des résultats particulièrement 25 bons. cor^ 70 16085 7 2041808 REVENDICATIONS 1. Procédé de découpe de plaques de verre, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger la chaleur contre la surface d'une . \ plaque,en la concentrant le'long d'une ligne étroite correspon-5 dant à la ligne de découpe voulue, à partir d'une source de chaleur qui est espacée de ladite surface. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une chaleur radiante est dirigée contre la plaque. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que la chaleur émane d'un courant relativement étroit de gaz chau: fé dirigé contre la plaque. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'ai n'incise que les "bords de la plaque aux extrémités opposées de la ligne de découpe voulue avant d'applique 15 la chaleur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque est supportée par une couche de gaz pendant l'application de la chaleur. 6. Appareil à découper des plaques de verre comprenant 20 un dispositif définissant une surface de support sur laquelle repose la plaque en position de découpe, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de chauffage placé au-dessus de la surface de support, un dispositif pour diriger la chaleur émanant du dispositif de chauffage vers ladite surface, et un dis-25 positif limitant la zone d'action de la chaleur à une ligne étroi-' te correspondant à la ligne de découpe voulue. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend un élément isolant allongé monté au-dessus de la surface de support et s'étendant en 30 travers de celle-ci , ledit élément isolant présentant une sur- . face plane sensiblement parallèle à la surface de support et en regard de cette dernière, et un élément de chauffage par rayonnement, contenu dans une cavité longitudinale ménagée dans l'élément isolant, la cavité s'ouvrant dans la surface plane par une 35 fente étroite s'étendant à travers l'élément isolant le long d'une li/pne correnpondant à la ligne de découpe voulue, de façon que la chaleur radiante émanant dudit élément soit dirigée à COPY 16085 8 2041808 travers ladite fente et contre la plaque le long d'une ligne étroite pour définir la ligne de découpe. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de chauffage par rayonnement comprend un élément 5 chauffant électrique sous forme d'un fil métallique hélicoïdal. 9. Appareil selon la revendication 7» caractérisé en ce que l'élément de chauffage par rayonnement comprend un élément chauffant électrique sous forme d'une barré massive. •10. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que 10 l'élément de chauffage comprend un tube situé au-dessus de la surface de support et présentant plusieurs perforations débouchant en direction de la surface et disposées sur une rangée le long d'une ligne correspondant à la ligne de découpe voulue, un réchauffeur à air fermé communiquant avec le tube pour permettre à l'air 15 chauffé de passer dans ce dernier, et un moyen pour admettre l'air dans le réchauffeur,de façon que l'air chauffé passe dans le tube et à travers les perforations contre ladite plaque le long d'une ligne étroite pour définir la ligne de découpe. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce 20 que le réchauffeur à air comporte une chambre ayant un orifice d'admission auquel la source d'air est reliée et un orifice de sortie auquel le tube est relié, et un élément chauffant électrique interposé sur le trajet parcouru par l'air en s'écoulant de l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie. 25 12. Appareil selon l'une-quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre.de soufflage disposée au-dessous de la surface de support, plusieurs orifices ^ ©t ménagés dans cette surface/communiquant avec la chambre de soufflage, et un moyen pour admettre l'air comprimé dans la chambre 30 de soufflage , de façon que 1'air passe par les orifices pour former un coussin d'air entre la plaque et la surface de support. 13. Appareil selon la revendication 12, 'caractérisé en ce qu'une couverture perméable à l'air est placée sur la surface de support au-dessus-des orifices.. 35 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couverture est formée d'une couche de feutre.