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La fissuration, à travers toute son épaisseur, d'une feuille de verre suivant une ligne donnée s'effectue habituellement de la manière sui- vante : par pression, on fait pénétrer dans la "peau" d'une face l'arête d' une roulette d'acier ou d'un diamant puis, tout en maintenant la pression, on fait décrire la ligne en question à cette arête afin d'amorcer la fis- sure en tous ses points.
On obtient ensuite la progression de l'amorce de la fissure à tra- vers toute l'épaisseur, soit à l'aide d'un ou plusieurs chocs appliqués sur l'autre face en regard du sillon amorcé sur la première, soit à l'aide d'efforts de flexion tendant à ouvrir la fissure, -ce dernier moyen étant employé le plus souvent.
Ce mode opératoire convient pour une fissuration droite ou cour- be allant d'un bord à un autre ; s'applique aussi à la fissuration sui- vant un contour fermé mais, dans ce cas, il est particulièrement difficile de faire cheminer la fissure à travers toute l'épaisseur.
Le mode de fissuration en question a comme principal inconvé- nient la dégradation de la surface du verre par l'outil (molette ou dia- mant) qui creuse dans ladite surface un sillon à bords plus ou moins écail- lés d'aspect assez inesthétique, surtout lorsque la surface est polie.
Parmi les autres inconvénients, on doit mentionner le risque de fissures secondaires dans le cas d'une fissure à contour fermé pratiquée dans une feuille de verre épais.
On connaît aussi le procédé consistant à créer une fissure dans un objet en verre à partir d'une amorce de fissure obtenue par un brusque échauffement localisé suivi d'un refroidissement rapide, la progression de cette amorce jusqu'au sectionnement de toute l'épaisseur étant obtenue grâce à des efforts de flexion. Ce mode opératoire est employé dans 1' industrie du verre étiré sous la forme de la découpe dite au fil chaud pour découper une feuille continue de verre en éléments standard rectangulaires.
Lorsqu'on l'applique à la fissuration suivant un contour fermé, on s'aperçoit qu'il est pratiquement impossible de faire jouer uniformément les efforts de flexion et d'obtenir avec certitude que la fissuration inté- resse toute l'épaisseur de la feuille en tout point
Il convient de remarquer que toute fissure apparaît comme un ru- ban brillant parce que l'air qui y pénètre fait que la lumière qui arrive à l'oeil de l'observateur, après réflexion le long des deux surfaces qui délimitent la fissure, représente une forte proportion, voire même la tota- lité, de la lumière incidente.
Lorsqu'une fissure à contour fermé a été faite en vue de certaines applications comportant des exigences optiques,cet aspect brillant peut con- stituer un inconvénient appréciable.
La présente invention a pour objet un procédé de fissuration d' une feuille de verre plane ou bombée, suivant un contour fermé quelconque et à travers toute l'épaisseur procédé qui ne dégrade pas la surface et qui permet éventuellement d'obtenir une fissure invisible ou peu visible.
Une telle fissure à contour fermé, sans dégradation de la surface et-peu visible est souhaitable lorsque, à l'intérieur d'une feuille de verra à faces polies -(une glace, par exemple, à travers laquelle s'effectuent cer- taines observations, on désire créer une plage indépendante du restant de la feuille en ce qui concerne la rupture, c'est-à-dire demeurant intacte lors- que le restant de la feuille se brise et réciproquement.
Le procédé objet de l'invention consiste d'abord à amorcer la fissuration dans la "peau" d'une des faces de la feuille par un brusque é-
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chauffement de courte durée localisé tout le long du contour fermé et qu'on fait suivre immédiatement d'un refroidissement rapide, puis à continuer la fissuration à travers toute l'épaisseur en établissant un écart de tem- pérature entre les deux faces, la face la plus chaude étant celle où se trouve l'amorce de fissure, ce moyen étant appliqué seul ou associé avec la production d'un écart de température entre la zone située à l'extérieur et la zone située à l'intérieur de l'amorce de fissure, cette dernière zone étant la plus froide.
La première opération du procédé, c'est-à-dire le brusque échauf- fement de la surface localisé suivant le contour donné, peut s'effectuer de diverses manières, par exemple par le contact avec un corps solide ou un fluide à température élevée. A cet effet, on pourra utiliser une résistan- ce chauffante ayant la forme du contour fermé ou une flamme de petites di- mensions promenée le long dudit contour fermé.
Ce sont là des moyens connus qui ont l'inconvénient de ne réaliser qu'exceptionnellement l'uniformité et la localisation d'échauffement requi- ses par les opérations ulbérieures. C'est pourquoi on s'adresse, de préfé- rence, au seul chauffage par rayonnement : la surface de la feuille étant recouverte d'un cache formé de deux pièces laissant entre elles une ligne où le verre est à nu et qui est précisément celle du contour de la fissure à réaliser, on dirige sur ce cache le rayonnement homogène d'une source de chaleur contenant en majeure partie des radiations fortement absorbées par la "peau" du verre.
L'intensité du rayonnement est choisie suffisamment in- tense pour que la ligne laissée nue à là surface du verre soit portée, en moins d'une minute, à la température désirée qui n'excède pas 200 C: ainsi le verre recouvert par le cache n'a pas le temps de s'échauffer sensible- ment et l'échauffement du contour fermé est nettement tranché sur les bords.
Le refroidissement rapide qui intervient après le brusque échauf- fement s'effectue, de préférence, après l'enlèvement du cache, il est sus- ceptible de nombreuses variantes ; dans un liquide, l'essuyage avec un chiffon imprégné d'humidité ou encore le soufflage d'air froid conviennent bien.
La troisième opération du procédé objet de l'invention, c'est-à- dire le cheminement de la fissure à travers toute l'épaisseur de la feuil- le depuis l'amorce située dans la peau de la première face jusqu'à la deuxième face, peut s'exécuter simplement de la manière suivante :
On chauffe la feuille sur une seule face, celle sur laquelle se trouve l'amorce de fissure, par exemple par rayonnement ou encore en met- tant cette face en contact avec un bain liquide chauffé.
Par l'effet de la dilatation cette face se bombe ; lèvres de la fissure s'écartent et le cheminement s'effectue.
Cette manière de faire comporte une variante consistant à lim- ter le chauffage à la zone extérieure à l'amorce de fissure en couvrant la zone intérieure par un cache. Ainsi, on ouvre les lèvres de la fissure en associant l'effet du bombage à celui de la dilatation de la zone exté- rieure en question.
Une autre variante consiste à chauffer toute la face sur laquelle se trouve l'amorce de fissure, comme il a été dit ci-dessus, et à refroidir ensuite la surface qui est à l'intérieur de l'amorce, par exemple par con- tact avec une surface froide (disque métallique, feutre imprégné de liquide) ou par soufflage d'air froid
Ce qui précède montre nettement que l'on obtient le cheminement
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de la fissure à travers l'épaisseur en ouvrant uniformément les lèvres de la fissure. On conçoit alors aisément qu'il soit facile de faire pénétrer un liquide dans la fissure au fur et à mesure qu'elle progresse. La péné- tration du liquide est particulièrement aisée lorsqu'on fait cheminer la fissure par chauffage de la face où se trouve son amorce au contact d'un bain liquide chauffé.
On sait, comme on l'a rappelé plus haut, qu'une fissure remplie d' air réfléchit une forte quantité de lumière vers l'oeil de l'observateur, lorsqu'elle est convenablement orientée par rapport à la lumière incidente et que cette réflexion lui donne un aspect brillant.
La pénétration d'un liquide dans la fissure a pour effet de di- minuer la proportion de lumière réfléchie et si le liquide qui pénètre a le même indice de réfraction que le verre, la fissure ne renvoie plus de lumière ; elle est alors invisible. ,
Un autre objet de la présente invention est la réalisation d'une fissure à contour fermé de forme quelconque et traversant toute l'épaisseur fissure que l'on rend invisible ou peu visible en y faisant pénétrer un liquide ou un mélange de liquides d'indice de réfraction approprié.
Si la suppression de l'effet de réflexion doit être permanente, on fait entrer dans la fissure une résine synthétique thermoplastique ayant sensiblement le même indice de réfraction que le verre et à laquelle on don- ne une fluidité suffisante par action conjuguée de la température et de la pression, par exemple du polystyrène ou duméthacrylate de méthyle.
Il n'a été question jusqu'ici que d'une seule fissure épousant un contour quelconque ; mais il est évident qu'il n'y a aucune difficulté à réaliser par le même procédé simultanément ou successivement, plusieurs fissures de ce type, indépendantes les unes des autres. Il est non moins évident que les contours fermés délimitant les fissures peuvent avoir des parties communes sans que pour cela la réalisation s'en trouve beaucoup . compliquée. En-particulier, il est possible de découper une feuille'ayant l'épaisseur d'un vitrage d'automobile suivant un réseau 'de fissures formant des mailles carrées ou des mailles hexagonales de petites dimensions, ce-qui permet d'enserrer dans de tels réseaux des éléments de feuille ayant une faible masse et tout à fait indépendants les uns dès autres en ce qui concer- ne la rupture.
On voit aisément qu'à la condition d'arrêter le réseau des fissu- res à une certaine distance des bords, une feuille comportant des mailles carrées ou hexagonales constitue un tout ayant une bonne cohésion et sus- ceptible d'être utilisé'comme pare-brise de sécurité sur une voiture auto- mobile et cela sans qu'on soit obligé de faire appel à la trempe.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on va la décrire mainte- nant de manière plus détaillée en se référant au dessin schématique annexé sur lequel :
La fige 1 représente, vu en plan et posé sur une feuille de verre carrée, le cache servant à amorcer la fissuration suivant un contour circu- laire.
La fig. 2 est une coupe verticale montrant la feuille, le cache et le corps rayonnant qui èhauffe le contour dans lequel on produira l'amorce de fissure.
La fige 3 montre schématiquement en coupe, à échelle agrandie, l'amorce de fissure telle qu'elle résulte du refroidissement rapide inter- venant après le brusque échauffement de courte durée.
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La fige 4 représente en coupe verticale le dispositif de chauf- fage, au moyen d'un bain liquide;chauffé, de la face de la feuille por- tant l'amorce de fissure.
La fig.5 représente en coupe verticale un dispositif de chauf- fage par rayonnement de la face de la feuille portant l'amorce de fissure.
La fig. 6 représente un dispositif pouvant être associé au dis- positif de la fige 5 et au moyen duquel on refroidit la zone à l'intérieur de la fissure en utilisant un feutre imbibé de liquide.
La fige 7 représente, . grande échelle, la coupe d'une fissure et explique schématiquement la progression de la fissuration.
La fige 8 représente schématiquement en coupe la fissure une fois qu'elle a traversé toute l'épaisseur.
La fig. 9 représente en plan la feuille de la fig. 1 après la réalisation de la fissure à contour circulaire.
La fige 10 est la vue, en plan, d'une fissure à contour ellip- tique.
La fig. 11 est la vue en plan d'une feuille renfermant trois fissures indépendantes à contour circulaire.
-La fig. 12 représente schématiquement la vue en plan d'une feuille comportant quatre grandes plages carrées.
Les fig. 13 et 14, enfin, représentent les vues horizontales de deux pare-brise comportant un réseau de fissures formant respectivement des mailles carrées et des mailles hexagonales, chaque réseau étant entou- ré d'une fissure enveloppante à proximité des bords des pare-brise.
Sur la fig. 1, la feuille à faces polies 1 supporte le cache mé- tallique en deux parties séparées laissant, entre la partie extérieure 2 et le disque central 3, une fente circulaire étroite 4 à l'aplomb de la- quelle le verre est à nu.
Sur la fig. 2, on voit qu'entre les deux parties du cache et la face supérieure de la feuille 1 sont interposés deux éléments 5 et 6 de carton d'amiante destinés à éviter toute transmission de chaleur au verre au-dessous du cache pendant le court .instant du chauffage.
La résistance chauffante électrique 7 en forme de tore est logée dans une rainure de la pièce céramique en forme d'anneau 8. Cette pièce 8 est entourée par une enveloppe métallique 21, supportée par des lames 22 qui la relient à la partie intérieure et à la partie extérieure du cache métallique, de façon à assurer la permanence de la largeur de la fente et le maintien du centrage.
Le rayonnement de la résistance et de la pièce céramique ne chauffe le verre qu'à l'endroit de la fente circulaire étroite 4. On porte la résistance à une température n'excédant pas 700 C afin que l'absorption de son rayonnement soit autant' que possible localisée dans la "peau" de la feuille.
Pour parfaire cette localisation, on peut, avant le chauffage, recouvrir préalablement la-surface du verre d'un film absorbant, par exem- ple, d'un film de noir de fumée.
Le brusque chauffage de la "peau" le long de la fente circulai- re 4 étant terminé, on dégage'la feuille 1 et on y détermine une amorce de fissure circulaire fermée, par un simple essuyages avec un chiffon hu- mide.
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Sur la fige 3, l'amorce circulaire obtenue après ce refroidisse- ment est représentée en 9; elle n'intéresse qu'une faible épaisseur ne dé- passant pas, en général, quelques dixièmes de millimètre.
L'appareillage de la fig. 4, destiné à faire progresser l'amorce de fissure 9 dans l'épaisseur, comprend essentiellement'un bac en tôle 10 contenant un bain 11 chauffé par la rampe à gaz 14. La feuille est placée, la face amorcée tournée vers le bas, sur des supports 12 dont la hauteur est réglée de manière que le niveau du bain 13 affleure légèrement au-dessus du plan horizontal de la face inférieure de la feuille. La dilatation de la face inférieure, alors que la face supérieure ne se dilate pas, a pour ef- fet de cintrer légèrement la feuille vers le bas. Il est à noter que ce cintrage s'effectue dans le même sens que la flexion due à la gravité.
L' amorce de fissure chemine dans l'épaisseur , car sur ses bords s'exercent des forces tendant à les écarter, Au fur et à mesure qu'elle gagne l'épais- seur, la fissure se remplit du liquide 11.
Sur la fige 5, la feuille 1 comportant une amorce de fissure 9 re- pose sur le support 18 dont la surface de contact avec le verre est entière- ment à l'intérieur du contour délimité par la fissure 9. Elle est soumise au rayonnement de la plaque 15 chauffée par les résistances électriques 16 qui sont calorifugées vers le haut par des briques isolantes 17. La feuille devient légèrement convexe vers le haut et l'amorce de fissure progresse.
Pour remplir de liquide la fissure et pour accélérer en même temps sa progression, on peut adopter le procédé de la fig. 6 qui consiste à ap- pliquer, sur la face qui vient d'être chauffée par rayonnement, une plaque de feutre 19 imbibée de liquide sur laquelle on dépose une masse 20 et-sur laquelle on exerce une pression au moyen d'un levier.
Le refroidissement prooqué par la plaque de feutre entraîne la 'contraction de la zone à l'intérieur de l'amorce de fissure, contraction qui ouvre ladite fissure et la propage dans toute l'épaisseur suivant 9'
Sur la fig. 7, se trouve schématisée une amorce de fissure 9 en cours de progression grâce aux forces (représentées par les -deux flèches) qui sont appliquées le long des deux bords et qui résultent du cintrage par échauffement ou de la contraction par refroidissement.
Sur la fig. 8, on voit clairement les deux bords de la fissure 9' qui séparent la zone extérieure 2,' de la zone intérieure' 3'.
Sur les fig. 9 et 10, la fissure à contour circulaire ou ellipti- que 9' sépare la zone extérieure 2' de la zone intérieure 3'.
Sur la fig. 11, la feuille il comporte trois fissures à contour circulaire 9' qui séparent trois plages 3' du restant de la feuille 2'.
Sur la fig. 12, la feuille 1 comporte quatre plages carrées ac- colées 3' entourées de fissures qui ont été élargies dans leur représenta- tion schématique. Dans ce cas, la zone extérieure aux figures est rédui- te à une marge de faible largeur.
Sur les fig. 13 et 14, les petits éléments carrés ou hexagonaux 3' se trouvent à l'intérieur d'une fissure enveloppante 9' produite à une faible distance des bords de la feuille.
Les dispositifs représentés sur les figures du dessin annexé concernent des feuilles planes; il est évident que ces dispositifs demeu- rent les mêmes dans leurs lignes générales lorsqu'il s'agit de réaliser des fissurations à contour fermé dans des feuilles 'bombées. Au lieu d' être plans, les caches laissant à nu les lignes où se produiront les amor- ces de fissures sont bombés et épousent la forme de la surface sur laquelle
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ils reposent.
Il est bien entendu que les détails d'exécution décrits et figu- rés ne l'ont été qu'à titre d'illustration, sans aucun caractère limitatif de la portée de l'invention et qu'on pourrait les modifier de diverses ma- nières ou remplacer certains éléments par des éléments équivalents sans que l'économie de l'invention s'en trouve, pour cela, altérée.
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