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La présente invention est relative à des ou- tils destinés à couper du verre ou des produits analo- gues à du verre qui sont sujets à se rompre sous ten- sion, tels que des tuiles, des carreaux pour revête- ments de salles de bain, des briques réfractaires de faible section, des produits céramiques, ainsi que de la pierre naturelle utilisée pour la décoration ou la construction, telle que du marbre; l'invention se rap- porte particulièrement à un dispositif mécanique servant à amorcer ou à achever une coupe dans une feuille faite d'une matière de ce genre, le long d'une ligne d'inci- sion préalablement tracée sur la surface de la feuille à l'aide d'un dispositif tel qu'un diamant.
Afin de simplifier l'exposé,.la description donnée ci-après de certains dispositifs mettant en oeu- vre les moyens généraux de la présente invention est limitée à leur utilisation pour la coupe du verre. Tou- ' tefois, on notera que les moyens généraux décrits ici sont également applicables lorsqu'on utilise les dispo- sitifs de coupe décrits ci-après pour couper une matiè- re fragile quelconque qui tend à se rompre lorsqu'elle est' soumise à une tension. L'expression "matière analo- gue à du verrait utilisée ci-après comprend toute sub- .stance susceptible de se rompre lorsqu'elle est sous tension.
Un procédé classique' .de coupe du verre consis- te, tout d'abord, à pratiquer sur une surfaàce du verre une ligne d'incision longitudinale à l'aide d'un dia- mant, d'un outil de coupe en acier, en carbure ou d'un autre outil de coupe, et ensuite à ouvrir ou à agrandir l'entaille dans le verre à l'endroit indiqué par la li-
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gne d'incision en appliquant un moment de force sur cha- cun des côtés de cette ligne en utilisant, comme point d'appui, la surface intérieure du verr située directe- ' ment en-dessous de la ligne a' incision, ce qui sépare brusquement le verre le long de la ligne d'incision. Il faut mettre en oeuvre une très grande habilité pour ob- tenir de cette manière des morceaux de verre présentant des bords lisses.
La présenté invention a pour objet : - un dispositif à l'aide duquel une feuille de matière susceptible de se rompre sous tension, par exemple du verre, peut être rompue-le long d'une ligne d'incision longitudinale en formant ainsi plusieurs morceaux de verre comportant des bords lisses; y un dispositif destiné à couper une feuille, plane ou courbe, de verre ou d'une matière analogue, en plusieurs, pièces, planes ou courbes, respectivement, sans que la matière éclate en morceaux ou s'effrite au cours de l'opération.
La présente invention constitue un perfection- nement aux outils de coupe de la technique antérieure, dont un exemple typique est décrit dans le brevet des
Etats-Unis d'Amérique n 2.212.599. Dans 'la dispositif décrit dans ce brevetn lors de l'application de moments de force sur la surface du verre, des deux c8tés de.la ligne d'incision, le verre, au cours de sa rotation pendant l'ouverture de la coupure,'est mis sous con- trainte par un effort de compression appliqué.
au verre directement en dessous'de la ligne d'incision,ce qui risque d'effriter le verre.' En substituant au disposi- tif précité celui qui fait l'objet de la présente inven- tion, cette tendance à l'effritement est sensiblement éliminée, étant donné que le verre peut rouler'sur les
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surfaces des mâchoires ()f:,lUiüt:"w de .1.'rJi.:l.l . y (:4; !',t.;.1, t.7.r' met 31J7,:,i.l..'."Lla surfaces ;:i..:41.-riv t>ur 11,;;[; (;r,"}1 ;;, "i,PC,,'0') in; l'entaille de su o 4 1) u x-- ( ï l'une de l'entre an ],'1'-<1.1 (trhr'f:1 poussées l'une contre l'autre en produisant 1s. con- traintes qui provoquent !,xe:f.'a"r.It;e.r:r.;n;.
Conformément il la présente inventif.!', ) #- <;.:..- positif destiné à être utilisé pour f:C,JLl;)I,')" 1),,)11 1'Ev.r-î.7.le de verre ou d'une matière analogue ualv.-nt ;un: lignr...: d'incision tracée tmr :..'une des surface.'; (1/) 1,,1;:ttl'.; feuil- le, comprend une pie-f-'u-pre mâchoire corcpurtxnt nno sur- face de contour convexe faisant saillie dn zon centra, associée à une seconde mâchoire comportant deux surf;.-
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ces de contour connexe situées de part et (J';at;r'e d'une- partie centrale en dépression, ces rn ciroirr;;
pouvait. s&isir la feuille sur des côtés opposés de celle-ei, ce qui fait. que la partie en saillie de la première mâchoire vient en contact avec la feuille sur le côté opposé de celui où la ligne d'incision est pratiquée dons la feuille et transversalement à celle-ci, tandis que les surfaces convexes de la seconde mâchoire viennent en contact avec la feuille sur le côté où se trouve la ligne d'incision, en des points espacés de cette ligne dans le sens transversal.
Plusieursmodes de réalisation, donnés à ti- tre d'exemple non limitatif de la portée de celle-ci, sont constitués, l'un par une pince à main destiné-; à couper du verre ayant une épaisseur allant jusqu'à 9,5 mm environ, l'autre par -un'étau à commande hydrauli- que destinée à couper du verre plus épais, et un troi- sième, similaire à cet autre mode de réalisation, com- porte un élément supplémentaire de sécurité afin d'évi- ter l'éclatement d'un verre épis sous l'effet des ten- sions élevées qui prennent naissance pu cours de l'opé-
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ration.
Afin que l'invention soit pleinement compris
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on vue. la décrire maintenant en référence au rje;tijn 4rrr: xé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation latéra- le a'un mode de réalisation de Ia présente invention qui est particulièrement utilisable pour couper à la main du verre dont l'épaisseur peut atteindre environ 9,5 mm;
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- la figure 2 est une vue en plan du dip0i- ti f re Pv$sent ' sur la fir,urf. 1, Celte vue :t,..xrrt prie pl,r II-II do 1..:. 1'igure 1; - 1;. figure est une vuf- en bout m.mi. ;-f.,, - tif représenté sur les figures 1 et 2, la feuille de verre étant coupée par III-III de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en coupe transver- sale, à plus grande échelle, d'une partie du verre après , qu'on a tracé une ligne d'incision, mais avant que la coupe ait été effectuée; - la figure 5 est une vue analogue à la figu- re 4, montrant, à une grande échelle, la tendance mani- festée par le verre à se réparer le long de la ligne d'incision au cours de l'opération de coupe; - la figure 6 est une vue.en perspective d'une variante de la présente invention conçue spécialement pour couper des feuilles de verre plus épaisses que celles auxquelles est destiné le premier mode de réali- sation;
- la figure 7 est une vue en coupe transversa le, à grande échelle, des mâchoires d'un étau similaire à celui que comporte le mode de réalisation représenté sur la figure 6, mais comportant, en outre, un élément complémentaire de sécurité..
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On va maintenant décrire le mode de réalisa- tion représenté sur les figures 1, 2 et 3 et constitué par une pince à main.
Sur ces figures, 10 représente une pince com- . portant deux branches 12 et 14 articulées sur un axe d'articulation 16 et s'étendant au delà de l'axe d'arti- culation pour constituer des mâchoires 18 et 20. Une vis de réglage 22, disposée à l'intérieur de la branche
12, sert à régler l'écartement .minimum entre les mâchoi- res 18 et 20, afin qu'on puisse adapter la pince à l'épaisseur du verre qu'on désire couper. Cette vis de réglage placée en saillie constitue une butée empê- chant que le verre qui se trouve entre les mâchoires de la pince soit écrasé lorsque l'entaille s'ouvre brusque- ment. On pourrait remplacer la vis'de réglage par d'au- tres moyens équivalents, par exemple un écrou de bloca- ge avec sa rondelle.
En pratique, on règle la pince suivant l'épais- seur du verre en saisissant celui-ci avec la pince et en ajustant la vis de réglage à une longueur telle que la pince retienne simplement le verre sans glisser. On ramène alors la-vis de réglage vers l'arrière, en la dé- vissant d'un à trois quarts de tour, âfin de disposer d'une fraction de course supplémentaire. La course des mâchoires, après contact, est moins importante pour les petites coupes que pour les grandes.
Ainsi qu'on le voit de façon plus détaillée sur la figure 3, qui représente une vue en bout des mâ- choires de la pince, la surface 24 de la mâchoire 18 présente une section transversale arrondie convexe assu- . rant un contact linéaire avec la section de verre 26, du côté opposé à celui où 'se trouve la ligne d'incision
28. De cette manière, quelle que soit l'inclinaison
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prise par le verre 26 par rapport à la surface 24, une ligne de contact est constamment maintenue entre le verre et la surface précitée. L'emplacement de cette ligne de contact est déterminé par l'importance de l'ou- verture de l'entaille 28. Sur la surface 30 de la mâ- choire 20, on a ménagé une rainure 32 en face du sommet de la surface 24.
Comme représenté sur la figure 3, deux surfaces courbes convexes s'étendent latéralement des deux côtés de la rainure 32.
Un repère d'alignement 34 est tracé sur la sur- face terminale de la mâchoire supérieure 20. Ce repère est aligné avec le sommet de la surface 24 et avec le fond de la rainure 32 ménagée sur la surface 30, respec- tivement, afin que l'ouvrier effectuant une coupe de verre puisse aligner correctement la pince avec la ligne d'incision préalablement formée dans l'une des surfaces du verre.
Lorsqu'on utilise le dispositif objet de l'invention, on trace tout d'abord une ligne d'incision longitudinale 28 sur l'une des surfaces dé la feuille de verre, telle que 26. On aligne alors le repère 34 avec l'incision, de telle manière que la m?choie 20 se trouve en face de la surface du verre comportant l'inci- sion et que la mâchoire 18 se trouve en face de la sur- face opposée du verre. Lorsqu'on applique une pression aux branches 12 et 14, des moments de force opposés sont appliqués par les mâchoires 18 et 20 sur les surfaces opposées du verre 26. De ce fait, le verre pivote au- tour du point 36 qui est situé au sommet de la surface 24 de la mâchoire 18 et qui est également le point de la surface du verre se trouvant directement en face de la ligne d'incision 28.
Lorsqu'on continue à appliquer une pression, la ligne d'incision 28 s'approfondit jus-
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qu'à s'étendre d'une surface du verre-à l'autre. En même temps que se produit cette extension de l'incision en profondeur, elle progresse également dans le sens longitudinal du verre, c'est-à-dire perpendiculairement à la figure 3. Du fait de cette variation de la profon- deur de l'incision, la plaque de verre en cour; de coup roule à partir de la position horizontale représentée sur la figure 3 dans d'autres positions qui dépendent de la longueur et de la profondeur de la ligne d'inci- sion à ce moment.
En formant une surface arrondie convexe 24 sur la mâchoire 18 et deux surfaces arrondies convexes 30 sur les côtés opposés de la rainure 32 de la mâchoire
20, on crée une ligne de contact uniforme entre les sur- faces du verre et les surfaces opposées des mâchoires de la pince, indépendamment ae l'importance de la rota- tion communiquée aux portions individuelles séparées par la coupe à partir de l'emplacement initial du mor- ceau de verre simplement incisé. De cette manière, au cours de la progression de la coupe, la ligne d'incision
28 s'ouvre à partir de la position représentée sur la figure 4, et passe par la position représentée sur la figure 5, jusqu'à ce que les surfaces 38 et 40 s'étendent depuis la partie supérieure jusqu'à la partie inférieure du verre.
Du fait que les sections 26a et 26b du verre peuvent rouler sur les surfaces 24 et 30 pendant que progresse l'entaille 20,.les surfaces 38 et 40 ont ten- dance à se séparer l'une de l'autre. Par conséquent, des tensions qui auraient tendance à comprimer le verre en dessous de la ligne d'incision ne peuvent pas se pro- duire au cours de l'opération pendant laquelle on fait progresser l'incision, et la coupe obtenue est relative- ment lisse le long de la ligne d'incision et ne présente
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Sensiblement pas de défais dus à l'effritement inhé- rent aux dispositifs antérieurs, tels que le dispositif pour couper du verre décrit dans le brevet n 2.212.599 précité.
Il n'est pas pratique d'utiliser une pince à main pour couper du verre ayant une épaisseur supérieure à 9,5 mm, et on utilise un dispositif mécanique permet- tant de fournir une pression suffisante pour couper des verres ayant des épaisseurs plus grandes. Par exemple, il est nécessaire d'exercer une force d'environ 1.360 kg pour omvrir une plaque de verre ayant environ 31,7 mm d'épaisseur. La coupe du verre épais a toujours présen- té des difficultés dont on peut se rendre compte si l'on considère que la tension qu'on doit appliquer pour obte- nir l'ouverture varie approximativement avec la quatriè- me puissance de l'épaisseur du verre considéré.
La figure 6 représente un mode de réalisation 1 d'un dispositif approprié à la coupe de feuilles de verre épaisses et comportant les caractéristiques nouvel- les décrites dans le premier mode de réalisation. A partir d'une base horizontale 50 s'étendent vers le haut et .sensiblement verticalement plusieurs supports 52 en forme de cornière fixés 4 leurs parties inférieures à cette base et, à leurs parties supérieures, à un.élément vertical 54. Contre cet élément 54 peut coulisser un élément 56 pouvant se déplacer verticalement par rapport à celui-ci sous l'action'd'un mécanisme à vis sans fin (non représenté) fixé à un arbre qu'on peut faire tourner au moyen d'une poignée 58.
Lorsqu'on fait tourner la poignée, l'élément 56 se déplace verticalement en cou- lissant par rapport à l'élément 54, soit vers le haut, soit vers le bas, suivant le sens de rotation de la poignée 58. On a prévu des.moyens (non représentés)
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pour verrouiller les éléments 54 et 56 dans la position relative désirée. A l'élément 56 est fixée, au moyen de plusieurs boulons, une plaque 60 à laquelle est, à son tour, fixé un élément 62 de section en J, dont l'extrémi- té en forme de crochet joue le rôle d'un support auquel est fixé un élément supérieur 64 constituant une mâchoi- re. Sur le côté de l'élément 62 en forme de J sont mé- nagées deux rainures 66 dans lesquelles peut coulisser un coulisseau 68.
Un élément 70 constituant une mâ- choire inférieure est fixé à la surface de ce dernier en face de la mâchoire supérieure 64. Une partie hori- zontale 72 s'étend depuis l'extrémité inférieure de l'élément 62 en dessous des rainures 66 et elle comporte une ouverture 74 que traverse un piston hydraulique 76 s'étendant vers le haut de manière à coulisser dans un alésage ménagé dans le coulisseau 68.
Il est indispensable d'effectuer des réglages verticaux et angulaires pour régler le mécanisme de cou- pe à une hauteur et à un niveau appropriés par rapport à une table sur laquelle on traite le verre.
Un vérin hydraulique 80 qu'on peut actionner soit au moyen d'une pédale, soit en commandant un dis- positif hydraulique à pompe, accumulateur et soupape entraîné par un moteur, fournit la pression nécessaire au fonctionnement du piston hydraulique par l'intermé- diaire d'un tuyau flexible de raccordement 78. Le vé- rin hydraulique 80 comporte également un mécanisme à soupape de décharge (non représenté) servant à détendre la pression appliquée antre les mâchoires. Lorsque la pression diminue, un ressort de compression 82, monté entre le bras inférieur 72 et l'élément mobile 68, écar- te la mâchoire 70 de la mâchoire 64, en détendant ainsi, chaque fois qu'on le désire, la pression exercée sur la
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feuille de verre qu'on coupe.
Le mode de réalisation représenté sur la figu- re 6 fonctionne de la manière indiquée ci-après. On place sur une table une feuille de verre épaisse qu'on désire couper et on déplace la table de manière que son bord se trouve au voisinage de la position occupée par les mâchoires 64 et 70, le bord du verre dépassant le bord de la table jusqu'à une position située entre les .mâchoires correspondantes. Si nécessaire, on fait tour- ner la manivelle 58 afin de modifier la position verti- cale de l'élément coulissant 56. On modifie la position de l'ensemble de'l'élément 62 en forme de J ainsi que du reste du mécanisme destiné à effectuer la coupe du verre . jusqutà ce que la mâchoire 64 vienne toucher, par la partie inférieure extrême de sa surface, la surface su- périeure du verre.
Une ligne d'incision longitudinale tracée à la surface supérieure du verre est alignée avec un repère d'alignement 84 placé à la partie termi- nale de la mâchoire 64. La pression appliquée aux mâ- choires est produite par le vérin hydraulique sur le- quel les mâchoires profilées sont boulonnées.
On donne à la mâchoire 64 un profil correspon- dant au profil de la mâchoire 20 et, à la mâchoire 70, on donne un profil correspondant à celui de la mâchoire 16, de manière que ce mode de réalisation fonctionne comme le mode de réalisation représenté sur les figu- res 1, 2 et 3.
La progression de la coupe d'un verre épais se produit souvent avec une violence explosive telle que le contact des mâchoires métalliques avec le verre peut provoquer et même provoque, au moment de ltouverture, la rupture en plusieurs morceaux et l'effritement du verre.
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Afin d'éliminer ce défaut, les surfaces oppo- sées des mâchoires comportent, comme représenté sur la figure 7, des tampons 90, 92 et 94 faits d'une matiè- re tendre, élastique et susceptible de fléchir, cette matière accusant au duromètre Shore du type "A" une va- leur au mpins égale à 50, telle que du caoutchouc néo- prène ou du caoutchouc dur, les tampons précités étant situés dans les parties inférieures extrêmes des surfa- ces opposées des mâchoires. Ainsi, la mâchoire 64 com- porte un tampon 90 situé dans la rainure ménagée entre les deux surfaces convexes formées de part et d'autre di repère d'alignement, et la mâchoire 70 comporte des tam pons 92 et 94 placés sur la partie inférieure extrême de sa surface arrondie convexe placée en face de la mâ- choire 64.
On a pratiqué dans les surfaces opposées des rainures rectangulaires destinées aux tampons et ceux-ci sont fixés au métal à l'intérieur des rainures au moyen d'un adhésif approprié faisant adhérer le caou chouc au métal, tel qu'un mélange d'une résine aldéhyde phénol et d'une composition copolymère butadiène-acrylo, nitrile. On donne aux tampons une épaisseur telle que ceux-ci s'étendent vers le haut, à partir des surfaces opposées des mâchoires 64 et 70, sur une distance égale à environ 1,6 mm au delà de la partie la plus haute de la surface de la mâchoire correspondante. De cette ma- nière, lorsqu'on applique la pression entre les mâchoi- res du vérin, le verre est.pince fortement.,par les tam- pons de caoutchouc, avant, pendant, et après* la coupe.
Par conséquent, tout déplacement brusque du verre contre les parties métalliques des mâchoires est amorti ou' même complètement empêché. L'expérience a montré que les formes données aux mâchoires constituent le facteur le plus important. On obtient, les meilleurs résultats
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lorsque les courbes coopérantes ont sensiblement la form de sections de parabole, c'est-à-oire lorsque la mâchoi- re supérieure est formée de deux paraboles qui se ren- contrent pour former un point de rebroussement, tendis que la mâchoire inférieure forme une parabole dont le sommet se trouve au premier point de contact avec le verre.
REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à être utilisé pour couper une feuille de verre ou d'une matière analogue suivant une ligne d'incision tracée sur une surface de cette feuille, ce dispositif comprenant une première mâchoire comportant une surface de profil convexe faisant sail- lie en son centre, cette mâchoire étant associée à une seconde mâchoire comportant deux surfaces de profil convexe disposées de part et d'autre d'une partie centra- le en dépression, ces mâchoires étant réalisées de ma- nière à saisir le feuille par les côtés opposés de cel- le-ci, la partie.en saillie de la première mâchoire ve- nant en contact avec la feuille sur le côté de celle-ci qui est opposé à celui sur lequel est tracée la ligne d'incision et cette mâchoire étant disposée transversa- lement à cette ligne,
tandis que les surfaces convexes de la seconde mâchoire viennent en contact avec la feuille sur le côté de celle-ci qui porte la ligne d'in- cision et en des points transversalement espacés de cette ligne.