Brevet FR2428009A1 — publié le 19800104

La présente invention se rapporte a' un foret pour enlever un noyau ou à une scie pour le perçage de trous dans une plaque de verre et à un procédé pour percer le trou. Il est classique de percer un grand trou dans une plaque de verre en pratiquant avec un coupe-verre une entaille dans la surface d'une plaque en verre le long du pourtour d'un trou à percer, puis de former un certain nombre de petits trous afin de rendre la plaque poreuse le long et à l'intérieur de l'entaille, puis d'enlever, en les cassant, des portions de la partie poreuse en allant du centre vers l'extérieur, afin d'augmenter graduellement la portion cassée jusqu'à ce que toute la portion poreuse ait été enlevée, et enfin de meuler ou de polir le bord périphérique de la portion enlevée afin de réaliser finalement un trou dans la plaque. Un tel procédé classique peut engendrer des fentes à l'extérieur de la portion poreuse et casser la plaque toute entière, ce qui implique une grande habileté, et un mauvais rendement du travail. En outre, le procédé n'est applicable qu'à des trous relativement grands, à l'exclusion des petits. On a essayé, à la place de ce procédé, de percer des trous au moyen d'un foret pour enlever un noyau, mais dans ce procédé, quand le foret progresse dans la plaque de verre jusqu a une profondeur qui précède immédiatement le perçage du trou dans la plaque, la portion très mince qui n'a pas été sciée est soumise de la part du foret à des contraintes, et une charge brusque engendre, dans la plaque ou dans de grandes portions cassées ou enlevées dans le trou final, des fentes qui rendent difficile la finition du trou. On sait que le verre est une matière très dure et ne peut être coupé que par le diamant. Mais, comme le diamant ne résiste pas aux températures élevées, les dents en diamant utilisées dans un foret peuvent être détruites par la chaleur du frottement entre les dents et le verre pendant la rotation du foret. Le percement de trous dans des plaques en verre au moyen de forets a donc exigé des solutions pour résoudre le problème de la chaleur de frottement, et des mises au point de procédés sûrs et précis à cet effet. Compte tenu de ce qui précède, le but de la présente invention est de parvenir à percer des trous de différents diamètres ayant des bords ou extrémités bien coupés et sans fentes, de façon sere et simple au moyen d'un foret et sans qu'une habileté particulière ne soit nécessaire. Des formes préférées d'exécution de l'invention seront décrites ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels s La figure 1 est une vue latérale, en partie en coupe, d'un foret suivant la première forme d'exécution ; La figure 2 est une vue latérale d'un manchon intérieur utilisé dans ce foret 5 La figure 3 est une vue latérale, en partie en coupe, de la première forme d'exécution en fonctionnement ;; La figure 4 est une vue latérale, en partie en coupe, de la seconde forme d'exécution en fonctionnement t La figure 5 est une vue en coupe illustrant le procédé pour le perçage d'un trou dans une plaque en verre selon l'invention, et La figure 6 est une vue schématique montrant la réfraction optique quand, pour exécuter le procédé suivant l'invention, on mesure l'épaisseur d'une plaque en verre. La construction d'un foret pour enlever un noyau ou d'une scie pour percer un trou, suivant l'invention, va autre expliquée en se référant à la figure 1, qui représente la première forme d'exécution. Une lame circulaire 1 possède à son extrémité avant des dents de meulage 2 qui sont en poudre ou en particules dures et agglomérées de diamant et sont noyées à des intervalles de préférence réguliers le long de l'extrémité circulaire de la lame. La paroi périphérique ou axiale de la lame 1 peut présenter une ou de pré- férence plusieurs fentes axiales 3, (pas toujours nécessaires) qui sont ouvertes à leur extrémité avant et sont de préférence espacées à des intervalles réguliers. Les fentes 3 servent à évacuer la poudre ou les particules de forage ou de sciage à l'extérieur de la lame pendant l'opération de percement du trou. Ainsi que cela sera décrit plus loin en détail, les fentes 3 permettent également de mesurer l'épaisseur de la plaque de verre.De ce point de vue, la longueur des fentes 3 doit être supérieure à celle de la plaque de verre dans laquelle on perce un trou. Une plaque de butée axiale 5 d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la paroi axiale de la lame 1 est fixée, par exemple au moyen de son trou central fileté 6, sur l'extrémité avant filetée d'un arbre d'entraînement 7. L'arbre 7 est traversé par un percement 8 ouvert à son extrémité avant. Un axe central 9 dont la pointe est super-dure peut glisser à l'intérieur du percement 8. Cet axe 9 est poussé vers l'avant par un ressort de compression 10, et il présente une rainure de clavette 11 destinée à coopérer avec une clavette radiale 12 qui fait saillie vers l'intérieur à partir de l'arbre, de sorte que l'axe central 9 peut tourner en même temps que l'arbre.On détermine les positions de la clavette 12 et des deux extrémités de la rainure de clavette 11 de manière que, sous l'action du ressort 10, la pointe de l'axe central 9 se projette en avant de la pointe des dents 2, normalement ou quand on n'utilise pas le foret, et que l'axe central 9 puisse, à l'encontre de la force du ressort, rentrer jusqu ce que sa pointe vienne dans le plan ou en arrière du plan de l'extrémité avant de la plaque de butée 5 quand le forage progresse. Un manchon intérieur 13 peut glisser sur l'arbre 7, et, comme le montre mieux la figure 2, il possède une portion arrière divisée axialement de façon à former un serre-foret 14 et une portion centrale possédant un filetage extérieur 15. La portion avant 16 du manchon 13, qui s'étend à partir d'une collerette 17, est filetée extérieurement et est insérée dans un trou central 4 de la lame 1 jusqu'à ce que la collerette 17 du manchon 13 bute sur la face arrière de la lame 1. On serre ensuite un écrou 18 sur la portion filetée 16 pour fixer le manchon 13 sur la lame 1. La partie porteforet 14 du manchon 13 est chanfreinée à l'extérieur de ses extrémités arrière 19. Un manchon extérieur 20 possède un filetage intérieur avant et un chanfrein intérieur 21 dirigé vers l'arrière et est vissé sur le filetage 15 du manchon intérieur 13. Un écrou 22 est vissé sur une portion arrière de l'arbre 7 et possède un décrochement avant destiné à coopérer avec l'extrémité arrière du manchon extérieur 20, afin d'empêcher celui-ci de se déplacer vers l'arrière. Le foret, représenté sur la figure 4, de la seconde forme d'exécution ne diffère, par sa construction, de celui de la première forme d'exécution, représentée sur les figures 1 et 3, qu'en ce qu'il possède, au lieu d'une plaque de butée 5, un anneau ou bande de butée Sa qui peut glisser sur la face extérieure de la paroi axiale de la lame 1 et peut être fixé sur elle par des vis. On règle préalablement comme suit les parties du foret : Comme le montre la figure 5(a), on règle une profondeur prédéterminée de sciage, ou distance T1 entre la pointe des dents 2 et l'extrémité avant de la pièce de butée 5 (figure 3) ou Sa (figure 4), égale à l'épaisseur T de la plaque de verre diminuée d'une quantité comprise entre 0,5 et lmm. Dans la forme d'exécution de la figure 4, on le fait simplement en fixant l'anneau de butée Sa à sa position désirée au moyen des vis. Dans la forme d'exécution des figures 1 et 3, on exécute le réglage comme suit. On fait tout d'abord tourner l'écrou 22 et le manchon extérieur 20 de manière qu'ils se déplacent vers l'arrière et qu'ainsi les portions chanfreinées 19 et 21 des manchons 13 et 20 cessent de coopérer. On fait alors glisser l'arbre 7 et le manchon intérieur 13 et on les place de manière que la distance entre la pointe des dents 2 et l'extrémité avant de la pièce de butée 5 soit la distance T1 définie plus haut. On fait ensuite tourner le manchon extérieur pour l'amener vers l'avant et faire ainsi coopérer les portions chanfreinées 19 et 21 des deux manchons. On continue cette action jusqu'à ce que les portions chanfreinées 19 du manchon intérieur soient comprimées radialement et enserrent l'arbre 7. Le résultat est que la pièce de butée 5 est fixée dans sa position de préréglage par rapport à la lame 1, tandis que celle-ci, qui est fixée sur le manchon intérieur 13,peut tourner en même temps que l'arbre 7. On fait enfin tourner l'écrou 22 pour le faire avancer et le faire coopérer avec l'extrémité arrière du manchon extérieur 20, afin d'assurer l'assemblage étanche des éléments. Le fonctionnement est le suivant X On place l'axe central 9 au centre du trou à percer dans la plaque de verre 23, de manière à éviter une excentricité du percement. Comme le montrent les figures 3 et 4, les deux c8tés de la plaque de verre sont recouverts hermétiquement par deux protec teurs 24 et 25 qui encerclent bien le trou en cours de percement. Les protecteurs 24 et 25 sont appliqués de façon étanche sur la plaque de verre, par exemple au moyen de dispositifs classiques d'aspiration 30, et on amène une quantité convenable d'eau à l'intérieur du protecteur 24 qui entoure la lame 1, de sorte que les dents 2 peuvent être refroidies en étant exposées à l'eau ou en la traversant, ce qui empêche les dents en diamant, qui ne supportent pas une température élevée, d'être surchauffées par suite de leur frottement sur le verre. On fait ensuite tourner le foretetonlepousse contre le verre. L'axe central 9 rentre dans le foret à l'encontre de la force du ressort, comme le montrent les figures 3 et 4, et les dents 2 commencent à mordre dans la plaque de verre. Quand la morsure (ou le sciage) progresse et que la pointe des dents 2 atteint la profondeur prédéterminée T1 (figure 5(a)), la pièce de butée 5 ou Sa entre en contact avec la surface du verre, pour empêcher le sciage de continuer. Après avoir arrêté le forage et enlevé le foret, on frappe doucement, dans la direction des flèches 27 (figure 5(b)), une portion périphérique intérieure voisine radialement du cercle scié de la plaque de verre pour enlever en la cassant la mince portion non sciée, de sorte qu'un disque de verre 28 se sépare de la plaque de verre 23 en formant un trou 29.Le côté périphérique du trou 29 présente des lignes de coupe acérées et brutes et doit être meulé ou poli par une meule afin d'obtenir une surface lisse finie (figure 5(c)). Ainsi, la pièce de butée 5 ou Sa venant en contact avec la surface du verre, le sciage du trou s'arrête peu avant (0,5 à 1 mm) que la plaque de verre soit percée. Cela évite des fentes ou des fissures dans le verre et des lignes de coupe brutes ou des portions cassées autour du trou ainsi qu'elles se produisaient quand un foret classique perçait presque le verre. Le résultat est qu'on peut effectuer dans une plaque de verre un sciage précis, sûr et simple d'un trou plus efficacement que ne le faisait manuellement un ouvrier exercé par le procédé classique. Cela permet de percer facilement et avec précision des trous dans des plaques de verre présentant des renforcements, qui rendaient le percement de trous particulièrement difficile. L'épaisseur, comprise entre 0,5 et 1 mm, qui doit rester non sciée, est une valeur expérimentale avantageuse, de sorte qu'on sépare (figure 5(b)) le disque en verre 28 de la plaque 23 sans engendrer des fentes dans celle-ci et que le meulage ou la finition du trou scié peut être rendu facile. La figure 6 illustre un procédé pour obtenir, au moyen du foret de la première forme d'exécution suivant la figure 1, une valeur approchée de l'épaisseur de la plaque. On fait tout d'abord tourner l'écrou 22 et le manchon extérieur 20 de manière qu'ils reculent et qu'ainsi le serre-foret faisant partie du manchon intérieur 13 soit libéré. On amène la pointe des dents 2 et l'extrémité avant de la plaque de butée 5 en contact avec la surface du verre.Quand un observateur observe, à travers une fente axiale 3 de la lame 1, suivant une direction faisant un angle de 450 avec la surface de la plaque de verre 23 à l'extérieur d'un point donné A sur la périphérie de la pièce de butée 5, ses yeux étant éloignés du point A d'environ 30 centimètres, le point A est réfléchi en un point B sur la face arrière de la plaque 23 et apparatt sous la forme d'une image plus claire ou plus pâle en un point C sur la face supérieure de la plaque 23.Après avoir marqué ce point C, on fait reculer la pièce de butée S (sur la figure 6 on la soulève) jusqu a ce que l'image plus sombre du point donné A, qui est maintenant venu en AI, sur la face supérieure de la plaque 23 soit maintenant aligné avec le point C ou coricide avec lui, de sorte que la distance x entre l'extrémité avant de la pièce de butée 5 et la pointe des dents 2 sera égale à environ 1,07 fois l'épaisseur t de la plaque 23. On obtient cette dernière valeur par le calcul suivant : Quand l'indice de réfraction du verre par rapport à l'air est 1,5, la loi de la réfraction donne sin i = 1,5 (1) sin r De la figure 6 on tire l'équation 2t . tang r = x tang i tanq r t - 2 sin r cos i t ~ 2 cos i tang i ~ sin i ~ cos r ~ 1,5 ' cos r Si la distance entre les yeux et le point A est suffisamment grande (figure 6), l'angle i est voisin de 45 . On a donc L'équation (2) devient donc D'autre part, l'équation (1) devient sin i ~ sin 45O . 0,707 sin - sin r ~ sin r . sin r r T 28 10' et l'équation (3) devient Ainsi, si l'épaisseur t de la plaque de verre est 1 cm, x sera égal à environ 1,07 cm ou supérieur à t d'environ 0,7 mm. Quand on perce dans une plaque de verre un trou après avoir mesuré l'épaisseur par ce procédé, si l'épaisseur t est par exemple de l'ordre de 1 cm, il est nécessaire de fixer la pièce de butée 5 dans une position qui est d'environ 1,7 mm en avant du point AI afin de la mettre en place pour une profondeur prédéterminée Tl (figure 3 ou 5(a)) = t - 1 mm, car T1 3 t = 1 mm T x - 0,7 nua - 1 mm = x - 1,7 mm REVENDICATIONS 1.- Procédé pour découper par sciage un trou dans une plaque de verre, comprenant les opérations consistant à - entraîner un foret d'enlèvement d'un noyau possédant des dents de meulage en une poudre ou en des particules de diamant et capables d'être exposées à de l'eau de refroidissement, - commencer le sciage et le continuer jusqu'à atteindre une profondeur prédéterminée dans le verre, - arrêter le sciage et frapper sur la portion périphérique intérieure radialement voisine du cercle scié du verre sur sa face non sciée, afin de détacher la mince portion du verre qui n'a pas été sciée, de sorte que le disque scié de verre se sépare de la portion restant du verre. 2.- Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la profondeur prédéterminée est égale à l'épaisseur du verre diminuée de 0,5 à 1 mm. 3.- procédé suivant la revendication 1, dans lequel deux protecteurs sont respectivement fixés sur les deux faces du verre, de façon à bien couvrir le trou en cours de percement, et les dents sont capables d'être exposées à l'eau de refroidissement à l'intérieur du protecteur qui couvre une lame du foret. 4.- Foret pour enlever un noyau dans une plaque de verre, comprenant t - un arbre d'entraSnement, - une lame pouvant tourner avec cet arbre et possédant à son extrémité avant des dents de meulage en poudre ou particules dures agglomérées de diamant, et - une pièce axiale de butée pour empêcher de scier le trou dans le verre au delà d'une profondeur prédéterminée. 5.- Foret suivant la revendication 4 comprenant en outre t - un manchon intérieur sur la portion avant duquel est fixée la lame et qui peut glisser sur l'arbre et le serrer, et - un manchon extérieur qui est vissé sur le manchon intérieur et qui peut comprimer une portion de serrage appartenant au manchon intérieur radialement et vers l'intérieur contre l'arbre. 6.- Foret suivant la revendication 4, dans lequel la pièce de butée est une plaque de butée fixée sur l'extrémité avant de l'arbre et située à l'intérieur de la lame. 7.- Foret suivant la revendication 4, dans lequel la pièce de butée est un anneau de butée qui peut glisser sur la face extérieure d'une paroi axiale de la lame et qu'on peut fixer sur elle par des vis. 8.- Foret suivant la revendication 4, comprenant en outre un axe central qui peut glisser à l'intérieur d'un percement, ouvert vers l'avant, à travers l'arbre, qui est poussé par un ressort, de sorte que sa pointe avant fait normalement saillie en avant de la pointe des dents, qui peut rentrer à l'encontre de l'action du ressort jusqu'à ce que sa pointe se trouve dans ou en arrière du plan de l'extrémité avant de la pièce de butée, et qui peut tourner avec l'arbre. 9.- Foret suivant la revendication 4, dans lequel une paroi axiale de la lame présente au moins une fente axiale ouverte vers l'avant.