Brevet FR2679818A1 — publié le 19930205

i Procédé et dispositif pour la découpe de plaques de verre plat L'invention concerne un procédé de découpe de plaques de verre plat, selon lequel on raye à l'endroit prévu une plaque de verre à découper puis on la casse le long de la ligne de rayure en appliquant un effort mécanique pour former deux parties de plaque L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel pro- cédé qui puisse notamment être intégré dans un processus de fabrica- tion en continu. Le terme plaque de verre plat au sens de la présente inven- tion désigne aussi bien des plaques de verre que des plaques de vitro- céramiques qui ne sont pas encore céramisées et éventuellement d'au- tres matériaux pour lesquels le procédé décrit peut être appliqué. Dans la fabrication ou l'étirage en continu de verre plat, on raye la bande de verre à intervalles déterminés dans une direction per- pendiculaire à la direction d'étirage et on la casse le long des lignes de rayure, perpendiculairement à la direction d'étirage, pour former des plaques dites brutes Ces plaques brutes présentent encore des bords irréguliers qui résultent de l'étirage, de -sorte que, pour dresser les cô- tés des plaques brutes, on doit égalem-lent couper des bandes latérales ou lisières après avoir tracé une ligne de rayure correspondante D'au- tre part, la largeur de bande du banc d'étirage ne correspond générale- ment pas à la largeur des produits à fabriquer si bien que les plaques brutes doivent encore être découpées en deux ou plusieurs plaques fi- nies après dressage de leurs bords. A cet effet, on prélève les plaques brutes sur le banc d'étira- ge en continu suivant un procédé connu et on effectue la coupe dite centrale dans une installation séparée On serre alors la plaque brute par l'un de ses côtés et on casse par flexion une partie de plaque lais- sée en porte-à-faux, laquelle partie de plaque tombe ensuite sur un transporteur situé plus bas pour être acheminée vers une autre phase d'usinage L'inconvénient pour une production continue est que l'on doit travailler sur deux plans et que la partie de plaque découpée doit effectuer une chute, même faible, chute qu'elle n'effectue pas de ma- nière parfaitement horizontale, d'o un risque de bris des parties de plaque découpées Les bandes latérales à enlever, lesquelles ne sont pas réutilisables, sont généralement coupées manuellement et élimi- nées. Le procédé consistant à rayer et à casser du verre est connu en soi et fonctionne sans difficulté avec la simple application d'une contrainte de flexion, dès l'instant que les deux parties à casser ou l'une d'entre elles peuvent tomber librement Ceci est vrai par exemple pour les bandes latérales qu'il n'est pas nécessaire de retenir lorsqu'on les coupe et que l'on peut laisser tomber librement sur une certaine distance après cassure La découpe d'une plaque de verre en deux par- ties de plaque qui subiront un travail ultérieur pose plus de problèmes car il faut retenir ces deux parties de plaque au moment de la coupe afin de ne pas casser involontairement la partie de plaque devant subir un usinage ultérieur Le fait de tenir fermement les parties de plaques a pour conséquence que juste après la coupe par application d'une contrainte de flexion, les bords libérés de la coupe butent l'un contre l'autre, ce qui provoque un écaillage non souhaité des bords. La présente invention a donc pour objectif de proposer un procédé de découpe de plaques de verre qui permette d'éviter un tel écaillage des bords et qui puisse être intégré dans une installation de production en continu de verre plat, moyennant une adaptation corres- pondante de l'installation, afin de pouvoir procéder à la coupe longitu- dinale des plaques de verre brutes directement dans l'installation et de pouvoir couper si possible simultanément les bandes latérales, les opé- rations de coupe ne devant pas avoir d'incidence sur la vitesse de pro- duction de l'installation. Le problème est résolu selon l'invention par un procédé adap- té pour la découpe de plaques de verre brutes Conformément à ce pro- cédé, on saisit fermement la plaque dans les deux zones qui formeront en suite les parties de plaque, on fait pivoter en direction l'un de l'au- tre les deux moyens de préhension afin de soumettre la plaque de verre à une contrainte de flexion qui provoque la cassure et on applique si- multanément aux dispositifs de préhension une précontrainte qui tend à les écarter, laquelle contrainte provoque l'éloignement des deux par- ties de plaques dès que la plaque casse, de manière à former, dans la zone de cassure un espace qui empêche un contact mutuel des bords. Le procédé est appliqué de préférence dans une situation dans laquelle la plaque de verre à découper est soulevée du support de transport par lequel elle est amenée dans le dispositif correspondant, de sorte que la cassure a lieu dans le vide, la plaque de verre étant seulement tenue par les moyens de préhension de part et d'autre de la ligne de cassure Des ventouses se sont avérées particulièrement bien adaptées comme moyen de préhension, lesquelles ventouses soulè- vent la plaque de son support et simultanément la tiennent dans l'espa- ce pendant le processus de cassure. Il est également apparu avantageux pour un travail continu de couper les bords de la plaque de verre juste avant sa découpe, alors que celle-ci se trouve déjà en position soulevée par les moyens de pré- hension Tous les travaux de coupe étant terminés, les parties de pla- que obtenues peuvent être reposées sur le support de transport prévu en vue de leur acheminement vers d'autres postes. Le problème est résolu côté installation par le fait que le dis- positif comporte deux moyens de préhension de la plaque de verre qui sont disposés à distance l'un de l'autre, peuvent se déplacer sensible- ment dans la direction de leur ligne de liaison et peuvent pivoter tout au moins de manière limitée autour d'un axe de pivotement fixe, per- pendiculaire à ladite ligne de liaison, ainsi que des moyens d'applica- tion de force fixes agissant sur les moyens de préhension, qui permet- tent de faire pivoter les moyens de préhension dans des directions op- posées autour de l'axe de pivotement fixe et d'appliquer ainsi des for- ces de translation qui agissent sur les moyens de préhension dans la direction opposée à l'axe de pivotement commun. Il est important ici que les moyens de préhension des parties de la plaque de verre puissent se déplacer sensiblement en direction de leur ligne de liaison, l'un par rapport à l'autre ou par rapport à des élé- ments fixes du dispositif Les moyens de préhension qui se présentent de préférence sous la forme de ventouses ne peuvent pas se déplacer en direction l'un de l'autre tant qu'ils sont en contact avec la plaque de verre non coupée, leur position étant déterminée par la rigidité de la plaque de verre La distance entre les moyens de préhension varie lé- gèrement au début de la flexion de la plaque de verre qui prélude à la coupe La possibilité de déplacement mutuel des moyens de préhension est avantageuse voire importante pour compenser cette variation de distance Etant donné que conformément à l'invention, lors de la cou- pe, les moyens de préhension sont soumis à une précontrainte qui tend à les éloigner l'un de l'autre, les moyens de préhension se déplacent d'une certaine distance au moins dans des directions opposées juste après la coupe de la plaque de verre, de sorte qu'il se forme entre les parties de plaque de verre un espace qui empêche les bords de coupe de venir buter l'un contre l'autre. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif les moyens de préhension agencés sous forme de ventouses sont montés avec pos- sibilité de déplacement en translation aux extrémités libres sensible- ment alignées mais orientées dans des directions opposées de deux le- viers asymétriques dont l'autre extrémité est montée pivotante autour d'un axe de pivotement fixe Les moyens d'application de force sont constitués de manière avantageuse par un élément qui peut être dépla- cé à l'aide d'un organe d'actionnement supporté par le bâti dans une di- rection sensiblement perpendiculaire à la ligne de liaison des moyens de préhension, de la face des moyens de préhension opposée aux ven- touses vers leur axe de pivotement; l'élément d'application de force est relié aux moyens de préhension par l'intermédiaire de bras qui sont in- clinés en direction de l'extérieur et forment une sorte de trapèze avec lesdits moyens de préhension Avec le mouvement de rapprochement réciproque entre l'élément d'application de force et l'axe de pivote- ment, les bras en forme de trapèze tendent à éloigner l'un de l'autre, en direction de l'extérieur, les moyens de préhension Les moyens de pré- hension étant encore appliqués sur la plaque de verre non coupée, ce déplacement ne peut avoir lieu Le déplacement tendant à rapprocher l'élément d'application de force de l'axe de pivotement provoque alors un pivotement dans des directions opposées des leviers asymétriques et des moyens de préhension, la plaque de verre subissant de ce fait une flexion qui aboutit finalement à sa cassure Au moment de la rup- ture, les moyens de préhension sont libérés et les moyens d'application de force les éloignent l'un de l'autre Les leviers asymétriques portant les moyens de préhension peuvent être précontraints par ressort dans leur mouvement de pivotement de manière telle que les leviers soient ramenés dans leur position écartée lors de la cassure de la plaque de verre et que les parties de plaque soient suspendues sous ceux- ci dans un plan commun. Le support fixe des moyens d'application de force et l'axe de pivotement solidaire fixe sont avantageusement montés dans un châs- sis commun qui en tant que tel est mobile en hauteur dans un berceau de machine afin de permettre le déplacement des moyens de préhen- sion de la plaque de verre entre une position inférieure dans laquelle la plaque de verre est prélevée sur un transporteur et une position sou- levée dans laquelle la coupe est effectuée. Lorsque le dispositif est muni de dispositifs supplémentaires pour la coupe des bords, ceux-ci sont avantageusement montés sur le berceau de la machine avec possiblité de déplacement dans la direction horizontale de manière à pouvoir être amenés latéralement sur les bords extérieurs de la plaque de verre lorsque celle-ci est en position soulevée pour séparer les bandes latérales préalablement rayées Les dispositifs de coupe des bords à proprement parler sont munis d'un dispositif de commande de pivotement qui permet d'une part d'effec- tuer la coupe et d'autre part de faire tomber librement le bord coupé dans un récipient collecteur disposé au-dessous du dispositif La com- mande dans le temps est avantageusement agencée de manière telle que l'on coupe tout d'abord les deux bords latéraux de la plaque soule- vée et immédiatement après cela on découpe les plaques. Le procédé et le dispositif décrits ne sont pas seulement limi- tés à la découpe en deux parties de plaques de verre brutes D'une part, on peut découper par les mêmes moyens et de la même manière les parties de plaque obtenues par séparation en deux pour former des pla- ques de plus petites dimensions; d'autre part, on peut moyennant un agencement correspondant du dispositif découper une plaque brute di- rectement en par exemple trois parties de plaque On pourrait imaginer pour cela trois moyens de préhension pourvus de ventouses dont le processus d'application de force et de déplacement serait adapté par des moyens de liaison mécaniques spécialement conçus Ainsi par exemple la partie médiane d'une plaque de verre brute à diviser en trois parties pourrait être maintenue stationnaire tandis que les moyens de préhension des deux parties de plaque extérieures présenteraient des possibilités de déplacement correspondantes. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée en se ré- férant aux dessins annexés Ceux-ci représentent: Figure 1, un dispositif pour la découpe par cassure d'une pla- que de verre pour former deux parties de plaque, le dispositif tenant une plaque de verre avant le déclenchement du processus de cassure. Figure 2, le dispositif selon la figure 1, dans une position dans laquelle une flexion est imprimée à la plaque de verre à couper, Figure 3, le dispositif selon la figure 1 après cassure de la plaque de verre, Figure 4, une installation pour la coupe des bords d'une pla- que de verre ainsi que de la plaque de verre elle-même dans laquelle est intégré le dispositif de découpe selon les figures 1-3, Figure 5, une partie de l'installation selon la figure 4, au mo- ment de la cassure des bords et, Figure 6, une partie de l'installation de la figure 4, dans une position d'éjection des bords découpés. Le dispositif selon la figure 1 comporte un châssis 2 qui se présente sous la forme d'une sorte de colonne que l'on peut considérer comme fixe par rapport au dispositif représenté bien que le dispositif, en tant qu'ensemble, soit réglable en hauteur avec la colonne, comme cela sera décrit plus loin Deux leviers 6 asymétriques sont montés pi- votants autour d'un axe de pivotement 4 situé dans la partie basse du châssis 2 du dispositif; les extrémités libres des leviers 8 portent des moyens de préhension 10 de la plaque de verre qui sont mobiles essen- tiellement dans la direction horizontale Les moyens de préhension 10 de la plaque de verre comportent chacun une ventouse 12 à laquelle une pression négative est appliquée par l'intermédiaire de conduites (non représentées) Sur le dessin de la figure 1, les deux ventouses 12 tiennent une plaque de verre 14 en position soulevée. Un chariot 16 est disposé autour de la partie supérieure du châssis 2 du dispositif, lequel chariot peut se déplacer au moyen de galets 18 dans la direction verticale sur le châssis en forme de colon- ne Une traverse 20 dont les extrémités sont reliées de manière articu- lée au moyens de préhension 10 de la plaque de verre par l'intermé- diaire de bras 22 inclinés en direction de l'extérieur est solidaire du chariot 16 Deux ensembles piston-cylindre 23 et 24 sont montés dans le châssis 2 du dispositif, ensembles dont les tiges de piston 26 et 28 agissent ver le haut et vers le bas sur la traverse 20 pour déplacer cel- le-ci ainsi que le chariot 16 vers le haut et vers le bas sur le châssis 2 lorsque les cylindres sont actionnés en conséquence. Lorsqu'on repousse la traverse 20 vers le bas en direction de l'axe de pivotement 4 en appliquant une pression correspondante aux cylindres 23 et 24, une force de pression dirigée vers l'extérieur s'exerce sur les bras 22, force qui tend à repousser vers l'extérieur les moyens de préhension 10 de la plaque de verre montés aux extrémités des leviers 8 Si les ventouses 12 sont appliqués sur une plaque de ver- re 14, les moyens de préhension de la plaque de verre ne peuvent pas s'écarter Bien plus, les moyens de préhension 10 de la plaque de verre sous repoussés vers le bas par la traverse 20 et les bras 2; ceux-ci étant articulés sur les leviers 6, ils exécutent un léger mouvement de pivotement autour de l'axe de pivotement 4 Ceci se traduit par une flexion de la plaque de verre 14, comme cela est représenté à la figure 2 En appliquant de cette manière un effort de flexion suffisant, la pla- que de verre 14 casse finalement le long de la ligne de rayure 30 pour former deux parties de plaque 14 a et 14 b, comme représenté à la figure 3 Les moyens de préhension 10 de la plaque de verre étant libérés au niveau des extrémités de leviers 8 au moment de la rupture, ceux-ci s'écartent sous l'action de la force dirigée vers le bas appliquée sur la traverse 20 et entraînent chacun une partie de plaque de verre 14 a et 14 b de sorte qu'il se forme un espace 32 entre celles-ci Ceci empêche que les bords de la coupe butent l'un contre l'autre au moment de la rupture. Des moyens de rappel (non représentés dans le détail) per- mettent de ramener les extrémités de levier 8 dans leur position initia- le, les parties de plaque 14 a et 14 b étant suspendues alignées horizon- talement sous les ventouses 12 et pouvant être de nouveau déposées dans cette position sur un support. La figure 4 représente le dispositif des figures 1-3 fixé par l'extrémité supérieure de son châssis 2 à l'extrémité inférieure d'une colonne 34 qui peut être déplacée sur des glissières 38 d'un berceau 36 par des moyens d'entraînement (non représentés) entre une position in- férieure de prélèvement de plaque ou de pose de plaque et une position soulevée de travail dans laquelle la plaque de verre est coupée Un transporteur à rouleaux 40 est représenté schématiquement sous le dis- positif Lorsqu'une plaque de verre brute est amenée sur le transpor- teur à rouleaux dans la région du dispositif, on abaisse le dispositif au moyen de la colonne 34 de telle sorte que les ventouses 12 puissent saisir la plaque de verre brute 14 sur le transporteur 40 On relève en- suite le dispositif dans sa position de travail, la plaque de verre 14 étant du même coup soulevée du transporteur à rouleaux 40 On procè- de à la coupe de la plaque de verre 14 dans cette position soulevée et les parties de plaque ainsi formées sont reposées sur le transporteur 40 en abaissant le dispositif et en libérant les ventouses 12 Le dispositif décrit peut être intégré sans difficulté moyennant une adaptation de la cadence dans la chaîne continue d'une installation de production de verre plat. Comme le montre encore la figure, le berceau de la machine 36 porte également sur le côté des dispositifs 42 pour couper les bords Ces dispositifs 42 peuvent être déplacés dans des glissières 46 horizontales à l'aide de vérins de manoeuvre 44 Les dispositifs 42 pour couper les bords sont disposés à une hauteur telle que ceux-ci puissent être amenés en contact avec les bords 47 de la plaque de verre 14 brute par déplacement le long des glissières 46 lorsque le dispositif principal se trouve en position de travail soulevée afin de réaliser la coupe médiane, position dans laquelle la plaque de verre 14 est soule- vée du transporteur 40 Chaque dispositif 42 pour couper les bords est pourvu d'un outil-casseur 48 qui est monté sur le dispositif 42 avec possibilité de pivotement sous l'action d'un organe de manoeuvre 50 et comporte deux rouleaux casseurs 52 et 54 entre lesquels on introduit le bord de plaque à couper de manière telle que le rouleau inférieur 54 soit situé exactement au-dessous de la ligne de coupe tandis que le rouleau supérieur est décalé au-dessus du bord à couper On casse en suite la bande de bord le long de la ligne de rayure préalablement pré- parée en faisant pivoter l'outil-casseur autour de l'axe du rouleau infé- rieur 54 La figure 5 montre l'instant de la cassure Au cours du dépla- cernent horizontal du dispositif 42 à partir de la zone d'action sur la plaque de verre 14, après la coupure du bord, on peut imprimer aux outils-casseurs 48 un mouvement de rotation dans la direction opposée afin de faire tomber dans un récipient de collecte disposé sous le dis- positif les bords 47 qu'ils tiennent encore La position d'éjection des bandes latérales est représentée à la figure 6. Avantageusement, le cycle de travail dans l'ensemble du dis- positif muni de dispositif pour casser les bords est tel qu'après avoir soulevé la plaque de verre 14 du transporteur 40 on coupe tout d'abord les bords 47 de la plaque de verre brute puis on découpe celle-ci à l'ai- de du dispositif de coupe central et on repose enfin les parties de pla- ques sur le transporteur 40. REVENDICATIONS 1 Procédé de découpe de plaques de verre plat selon lequel on raye à l'endroit prévu une plaque de verre à découper puis on la casse le long de la ligne de rayure en appliquant un effort mécanique pour former deux parties de plaque, caractérisé par le fait qu'on saisit fermement la plaque ( 14) dans la région de chaque partie de plaque ( 14 a, 14 b) à l'aide chaque fois d'un moyen de préhension ( 10, 12) et on la soumet à une contrainte de flexion avec approximativement la ligne de rayure ( 30) comme axe de pliage en faisant pivoter les moyens de préhension ( 10, 12) autour d'un axe situé entre ceux-ci et sensiblement parallèle à la ligne de rayure ( 30), que simultanément, à l'aide des moyens de préhension ( 10, 12), on exerce sur la plaque ( 14) entre les moyens de préhension ( 10, 12), perpendiculairement à la ligne de rayure ( 30), une contrainte de traction qui provoque un écartement des parties de plaque de verre ( 14 a, 14 b) juste au moment de la rupture. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après avoir saisi à l'aide des moyens de préhension ( 10, 12) la pla- que à découper ( 14) reposant sur un support ( 40), on soulève celle-ci du support ( 40) et, après séparation, on repose les parties de plaque ( 14 a, 14 b) sur un support ( 40). 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, avant de procéder à la découpe, on élimine éventuellement des bandes périphériques ( 47) de la plaque ( 14) à découper alors que cette dernière est en position levée. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on utilise comme moyens de préhension des ventouses ( 12). Dispositif pour la découpe d'une plaque de verre plat le long d'une ligne de rayure préalablement préparée pour former deux parties de plaque, caractérisé par deux moyens de préhension ( 10, 12) de la plaque de verre qui sont disposés à distance l'un de l'autre, peuvent se déplacer sensi- blement dans la direction de leur ligne de liaison et peuvent pivoter il tout au moins de manière limitée autour d'un axe de pivotement ( 4) fixe et perpendiculaire à ladite ligne de liaison et des moyens d'application de force ( 20, 22) montés sur le chassis et agissant sur les moyens de préhension ( 10), qui permettent de faire pivoter les moyens de préhension ( 10) dans des directions op- posées autour de l'axe de pivotement ( 4) fixe et d'appliquer des forces de translation qui agissent sur les moyens de préhension ( 10) dans la direction opposée à l'axe de pivotement ( 4) commun. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens de préhension ( 10) comportent chacun une ou plusieurs ventouses ( 12). 7 Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que les moyens de préhension ( 10) sont montés avec possibilité de déplacement en translation aux extrémités libres ( 8) de leviers ( 6) asy- métriques qui sont montés pivotants par leurs extrémités fixes autour de l'axe de pivotement ( 4) fixe. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que les moyens d'application de force ( 20, 22) comportent un élément d'application de force ( 20) qui est déplacé en direction de l'axe de pivotement ( 4) par un organe d'actionnement ( 23, 24) supporté par le bâti et qui est relié aux moyens de préhension ( 10) par l'intermédiaire de deux bras ( 22) inclinés en direction de l'exté- rieur et forme une sorte de trapèze avec lesdits moyens de préhension ( 10). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que l'axe d'articulation ( 4) et les organes d'ac- tionnement ( 23, 24) des moyens d'application de force ( 20, 22) sont montés fixes dans un châssis ( 2) qui peut se déplacer dans un berceau ( 36) au-dessus d'un dispositif de transport ( 40) des plaques de verre plat ( 14) entre une position inférieure de préhension ou de dépôt de la plaque de verre plat et une position levée de travail. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le châssis est essentiellement constitué par une colonne ( 2, 34) qui peut se déplacer de haut en bas dans le berceau de machine ( 36). 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'élément d'application de force ( 20) est monté sur un chariot ( 16) qui peut se déplacer sur la colonne ( 82). 12 Dispositif selon l'une quelconque de revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'il est prévu sur le berceau de machine ( 36) des dispositifs de coupe des bords ( 42) qui peuvent être amenées en contact avec les bords extérieurs ( 47) de la plaque de verre plat ( 14) à découper.