Brevet FR2433490A1 — publié le 19800314

Le présent objet de l'invention consiste en un dispositif permettant la coupe du verre dans des épaisseurs, qui jusqu'à cette date, demandait l'utilisation de techniques plus compliquées et coûteuses. Pour les épaisseurs de l'ordre de 6 millimètres, la technique normale consiste à utiliser une roulette, dont on fait passer ltarête vive circonférentielle sur la surface du verre à couper et à procéder ensuite au polissage et biseautage des bords résultants. Les problèmes surgissent lorsqu'il stagit d'épaisseurs au-delà des 6 millimètres. Dans ce cas, il faut employer un procédé lent et laborieux, consistant à couper, selon un procédé normal, avec des poin çons spéciaux, tout au long d'une fissure ou coupure marquée sur le verre, par la ligne où la coupe doit etre effectuée. Les bases théoriques pour ce procedé seront indiquées plus loin. On a aussi essayé des procédés par attaque chimique. On connut entre autres les brevets U.S. nO 3.800.991 GROVE ET At, 3.865.293 ERSNBERGER ET Al, 3.865.294 ERNSBERGER ET Al et 3.865.673 DE TORRE, dans lesquels on effectue une série d'applications pour la découpe, en combinant la chaleur, le marquage préalable, la flexion, avec l'utilisation d'une roulette de coupe de grand diamètre. L'invention surpasse et simplifie complètement les procédé dés décrits dans ces brevets là, en exécutant la coupe dans une seule opération sans marquage préalable, sans chaleur additionnelle et sans application de moment de flexion tout au long du procédé. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés un exemple de réalisation non limitatif. Figure 1, section d'une plaque de verre suivant son épaisseur avec le diagramme des tensions internes. Figure 2, section d'une plaque de verre de grosse épaisseur au moment de procéder à la coupe par le procédé conventionnel. Figure 3, vue latérale de la roulette formant partie intégrante de notre dispositif de coupe. Figure 4, Teprésentation schématique où l'on voit les irrégularités dans la coupe par le procédé selon l'invention. Figure 5, représentation schématique où l'on voit les irrégularités dans la coupe par le procédé conventionnel. Figure 6, vue où l'on peut voir l'attaque de la roulette de coupe sur la plaque de verre. Figure 7, détail de la figure précédente. Figure 8, détail de l'angle en pointe de la roulette de coupe. Si l'on se rapporte à la figure 1, on peut voir que dans une plaque de verre il y a trois couches, suivant le sens d'application des tensions internes du matériel dans la plaque. Dans les deux couches superficielles 1 et 2, les tensions internes du matériau agissent en compression tandis que dans la couche interne 3, ces forces agissenten traction. Ce même fait est représenté dans la ligne du diagramme de tensions 4. La ligne en pointillé 5 indique la zone neutre et le passage d'un côté à l'autre de cette ligne 5, par la courbe 4, indique le passage d'une situation de traction à une autre de compression ou vice versa. La séparation des couches se trouve justement en ces points de coupe. En vertu de cette connaissance générale de la structure interne d'une plaque de verre, et sur la base de la figure 2, on va procéder à l'explication théorique pour la coupe du matériau selon le procédé conventionnel. Une fois effectué le rainurage sur la surface de la plaque suivant la ligne où l'on désire effectuer la coupe, on procède à une intervention manuelle, au moyen de poinçons, par coups secs suivant la direction N. L'application de cette force N provoque une flexion instantanée dans le matériau de sorte que le diagramme des tensions internes subit une déformation suivant laquelle, la couche inférieure 3' tend à s'élargir et la couche supérieure 11 à se rétrécir. La ligne 10 de séparation entre cette couche supérieure 1' et la couche centrale 2' subit ainsi un déplacement vers le haut qui la rapproche du point de coupure, et une fois que cette ligne est atteinte par la rainure 10 les forces de traction de la zone centrale 2' produisent le déchirement et la coupe du matériau. Ce procédé conventionnel présente entre autres les in convénients suivants Il s'agit d'une opération extrêmement lente avec risque de cassure de la plaque. En plus, pour son exécution, l'intervention d'un personnel qualifié pour ce type d'opération est nécessaire. D'autre part, il se présente une irrégularité notable dans le bord résultant après la coupe, ce qui implique le besoin de sur polissage de ce bord, opération qui logiquement influe/ltensemble de la coupe. Pour illustrer cette irrégularité dans le bord de la coupe, on a indiqué à la figure 5, la zone 9 d'irrégularité de la plaque 8', zone 9 t comprise entre les lignes R-R et devant etre éliminée par polissage. Le procédé selon l'invention utilise une roulette (figure 3) mais possède des propriétés particulières pour obtenir une coupe parfaite de grosses épaisseurs. Cette roulette de coupe 6 comprend un corps discoïdal ayant à sa périphérie un double biseautage qui crée une arête cou pante centrale A et forme un angle déterminé 7, lequel agit sur la surface de la plaque à couper ; cet angle 7 est montré en détail à la figure 8. En son centre, la roulette 6 est traversée par un arbre. Cette roulette 6 est montée sur une tête, laquelle peut effectuer, au moyen d'un système à pantographe ou analogue, les mouvements nécessaires pour suivre la ligne de coupe désirée, toujours d'une façon parallèle au plan de la plaque de verre à découper. De plus, cette tête est munie d'un vérin pneumatique fournissant une force constante d'attaque de la roulette 6 sur la plaque de verre. il est très important que cette force soit constante et parfaitement perpendiculaire à la plaque de verre, d'où l'utilisation d'un vérin pneumatique. Pour la coupe de différentes épaisseurs de plaques de verre, il faut utiliser différentes roulettes et étalonner le vérin pneumatique de la tête pour différentes valeurs. Comme norme générale, le diamètre de la roulette devra être sensiblement égal à l'épaisseur de la plaque à couper. L'angle 7 de la roulette est donné aussi pour chaque épaisseur du verre à découper, par exemple, pour une épaisseur de plaque de 8 millimètres, l'angle 7 de la roulette devra être de 1570 et pour une épaisseur de 25 millimètres, l'angle 7 de la roulette à employer sera de 1670. En ce qui concerne la force avec laquelle la roulette appuie sur le verre, pour épaisseurs de 8 à 10 millimètres, le vérin pneumatique devra être réglé à 85 kg, tandis que pour l'épais seur maximum,telle que 25 mm environ, la force à utiliser devra être de 160 kg. La figure 6 montre la situation de la roulette 6 amenée contre la feuille de verre 8 au moyen d'une force M fournie par un vérin pneumatique non représenté. Le point 11 indique la séparation entre la couche supérieure à tensions internes en compression et la couche intermédiaire à efforts internes en traction. L'explication théorique de la coupe selon le procédé de l'invention, ressort de la figure 7. En effet, la force M fournie par le vérin pneumatique provoque une premiere coupure sur la plaque de verre et l'action des composantes de M suivant des directions orthogonales aux lèvres de la roulette T1 et T2, provoque une flexion instantanée du matériau, laquelle déformera le diagramme de tensions internes de celui-ci, diminuant l'épaisseur de la première couche de compression, la coupe de la roulette atteignant alors la couche intermédiaire de traction et le déchirement du matériau se produisant alors. De plus, étant donnée la régularité de la force M, les irrégularités de la coupe seront beaucoup plus faibles en comparaison de celles produites avec le procédé conventionnel. La figure 4 illustre ce fait, on peyt y voir que la zone d'irrégularité 9 de la feuille 8 comprise entre les lignes R-R, est beaucoup plus mince que la zone 9' de la figure 5, correspondant au procédé conventionnel. il va de soi que pour l'utilisation du procédé, selon l'invention, il faut disposer de roulettes de différentes caractéristiques suivant les diverses épaisseurs à couper; il est aussi nécessaire de régler dans chaque cas la force exercée par la tête qui porte la roulette. Les études et expériences réalisées ont fourni une formule rapportant l'épaisseur du verre à l'angle de coupe de la roulette, déterminé par les deux surfaces en biseau. Ce rapport est le suivant 0.18 Angle de coupe = 2 x arc sinus ( 1 - , 09 1 8 ) paisseur du verre Les avantages de l'invention sont entre autres - Rapidité et sureté dans l'opération, même avec les épaisseurs les plus grosses. - Elimination totale ou moindre besoin de l'opération de polissage des bords après la coupe. - Pas besoin de main d'oeuvre experte. REVENLiCATiONS 1.- Perfectionnement aux dispositifs de coupe du verre, caractérisé en ce qu'il consiste en une tête munie à l'intérieur d'un vérin pneumatique analogue, qui engendre une force, cette tête étant appuyée sur son point extreme le plus éloigné du verre à couper et pouvant se déplacer, de manière que ladite tête à son extrémité, en contact avec le verre, engendre une force constante sur une roulette montée sur un axe sur cette tête, qui appuie cette roulette sur le verre, son axe étant sensiblement parallèle au plan du verre. 2.- Perfectionnement aux dispositifs de coupe du verre, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les roulettes sont interchangeables en fonction de l'épaisseur du verre, le diamètre de celles-ci correspondant sensiblement à l'épaisseur du verre à couper. 3.- Perfectionnement aux dispositifs de coupe du verre, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la force de coupe est constante pour chaque épaisseur du verre et proportionnelle à celle-ci, cette force étant réglable et adaptable pour chaque épaisseur, d'une force supérieure de 170 kg environ pour une épaisseur du verre de 24,4 mm, jusqu'à une force inférieure de l'ordre de 85 kg environ pour une épaisseur de 8 à 10 mm. 4.- Perfectionnement aux systèmes de coupe du verre, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de coupe de la roulette est fonction de l'épaisseur du verre à couper, d'une valeur maximum de 1670 pour verre de 25,4 mm d'épaisseur, jusqu'à une valeur minimum de 1570 environ pour verre de 8 à 10 mm a'épaisseur, l'angle étant fonction de l'épaisseur du verre suivant 0.18 formule ) la formule Angle de coupe = 2 arc sinus ( I - épaisseur verre