EP0762952B1 - Method of separation of a piece from a volume of material by propagation of a single crack - Google Patents
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- EP0762952B1 EP0762952B1 EP95921854A EP95921854A EP0762952B1 EP 0762952 B1 EP0762952 B1 EP 0762952B1 EP 95921854 A EP95921854 A EP 95921854A EP 95921854 A EP95921854 A EP 95921854A EP 0762952 B1 EP0762952 B1 EP 0762952B1
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- B28D1/222—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising by pressing, e.g. presses
Definitions
- the present invention relates to a process for removing a piece from a block of material, by propagation of a single crack, following a predetermined area according to the first part of claim 1.
- crack is meant a phenomenon of decohesion of the molecules constituting a material, to inside a block of this material. The propagation of a crack can lead to separation between a piece and the rest of said block of matter without removal of material.
- material is meant here a substance solid, coherent, rigid such as natural rocks, concrete, bricks and terracotta, glass, plastic rigid and even wood, cast iron and steel.
- fissile material is meant a material which has a cleavage plane direction, that is to say a plane direction having resistance to significantly lower traction, the tenth or even the hundredth, in this direction of plane than in any another neighboring direction.
- material with natural cleavages is meant a material which has cleavage planes at variable spacings.
- homogeneous matter is meant a matter of which the tensile strength in any direction of given plane, is greater than one tenth of that exists in a neighboring plane direction.
- block is meant a volume of material having roughly the shape of a section prism in the form of a quadrilateral, the actual line on one side of the section not deviating from a straight line by more than 20% of the length on this side.
- Frat separation surface means a surface which deviates from an average plane only by small deviations due to defects in the homogeneity of the material, the differences reaching at most 5% of a dimension of the separation surface.
- curved separation surface is meant a relatively flat surface but at least one of which of edges is wavy and deviates from a straight line average of 5 to 25% of its length, or an area curved, concave or convex, or a curved surface with wavy edges. The importance of irregularities as well defined, however, makes it possible to define an average plan of separation.
- predetermined area is meant “flat surfaces” or “curved surfaces”.
- Crack start line means a line extending on one of the faces of the block called “crack starting face”. It includes the whole points from which the rift. It can be straight or wavy around of a straight line.
- Cross finish line means a line comprising all the points reached by the crack at the time of the separation of the piece and on the side of the block called “arrival face of crack "located opposite the starting face of rift. It can undulate like the starting line of rift.
- Intermediate lines means the lines joining the end of the starting lines and of arrival and located on the other two sides of the prism, other than the start and end faces of rift.
- ends of the block, the two ends from the prism.
- rack length is meant the average distance between the starting line and the line of arrival.
- separation width is meant the distance separating the two “intermediate lines”.
- piece is meant part of the block separated from the rest of the block and of thickness at most equal to half that of the original block; and by “piece side” of a block, the part of that block destined to become the piece that we want to separate from block.
- thickness is meant the dimension average of a piece or block in one direction perpendicular to the separation surface.
- thick piece is meant a piece of thickness at least equal to a quarter of its length.
- thin piece is meant a piece of thickness at most equal to a quarter of its length but most often equal to 1/5, even 1/10 of its length, even less in some favorable cases.
- crack initiation is meant a crack or a very shallow groove, a few millimeters, rarely a few centimeters, created locally or on a certain length on the surface of a block by known means such as shock, high pressure of a tool, etc., for a crack or diamond disc, etc., for a groove.
- compression force is meant a force or a force component which is exerted parallel to the mean plane of the separation surface, towards the interior of the block.
- Separatation force means a set of two forces, or components of forces, equal and opposite, exercising on either side of crack start lines and lines intermediaries.
- system of compressive forces and “separation force system” means a set of forces or force components of compression or separation exerted on an area defined from the block by means of support elements.
- System of forces means a set of forces, acting on a defined area of the block by means of support elements, and the resulting includes at least one component of compression.
- support elements of a force or force system, we mean a pusher or a set pushers transmitting this force to the surface of the matter.
- the support can be done in a very zone localized or point, an elongated and very narrow area or line, an area of determined shape, or finally, if nothing is not specified, an area of any shape.
- the area application of a force is the support zone of the pusher.
- the supporting elements are arranged to distribute as evenly as possible, in their area of action, the force on the block material.
- Fiberd non-deformable assembly means a chassis provided in a machine intended for setting process work. The existence of such a chassis is essential for absorbing force reactions put into play on the material block.
- the object of the present invention is to provide a method for obtaining a surface of separation of the desired shape, without very control precise forces applied to the piece, and with a preparation of the separation surface which is more reduced than in the prior art.
- the duration of the crack propagation can be very small, for example less than 1/100 of a second. It is therefore not absolutely necessary that the block be in stable equilibrium during separation itself because the movement produced may be only very slight scope, and do not modify the induced constraints in the block.
- the experiences previously conducted on the basis of the EP-A-0294267 have shown that in the operations of separation of thin pieces from a thick piece, the second compression force exerted on the piece side had to be dosed with great precision, especially in homogeneous materials.
- the intensity of this force very important as indicated above, depends on the material, geometric characteristics of the piece and, to a lesser degree, from the block. If the value of the compression force is too high, the crack has tendency to decrease the thickness of the block, if it is too weak, it tends to decrease the thickness of the piece; unfortunately this trend is related to characteristics of the material, which are likely to vary within the same block, it also depends on the shape of the end of the block.
- This double feature therefore allows only to separate a piece or a succession of thin pieces of a block without having to settle with precision the second system of forces even if the block width varies, but also, whatever the thickness of the piece to be separated, to obtain surfaces with concavity or convexity perfectly determined, by the measurement of the torque introduced into the material.
- An advantageous way to produce very flat separation surfaces without having to adjust in a precise way the relative positions of the zones application of the first, second and third compression force systems and their intensities consists in not inducing any torque in the block material, making sure that the resulting forces acting on the departure or arrival face crack between the support zones of at least two forces, acting on the opposite side, i.e. of arrival or departure of crack, and in that these support zones are arranged to prevent any rotational movement of the block around one of them.
- the block is in stable equilibrium since it rests on at least two points and the balance of forces to which is subjected the block is easily obtained without the material of the block is subject to a couple.
- the distance between the support zones of the two above forces is as large as possible.
- an advantageous way of inducing in matter a couple of measurable intensity consists of the support zone of at least one of the compression forces from the first system of forces; either from second or third system of forces, is a line fixed elongated parallel to the mean plane of separation desired and if the implementation of all of the forces applied tends to rotate the block around this line, we cancel this trend by exercising on at minus one of the supporting elements of the other forces put in play, a measurable force, perpendicular to this plane, effort whose meaning and intensity determine the form that we want to give to its separation surface.
- the cancellation of the rotational movement of the block by a force whose intensity is easily measurable induced in the matter of it a couple which we have indicated the effect above.
- known means are used to encourage a crack to follow a determined path on the surface of a block but the quality of the crack guidance during of its spread both inside the block and on its perimeter will provide separation surfaces better defined in advance and much more regular than by any known method.
- the means playing the crack calling role are known systems such that: crack initiation created by a shock or any other medium, force exerted exactly on the hotline desired, separation forces exerted on both sides and on the other side of the desired call line.
- This latter process also has an implementation fast and almost as simple as the process classics. It allows to introduce into the material a compression as high as it appears desirable for achieve perfect separation, even in materials say homogeneous but having heterogeneities in their mass. It gives an excellent mastery of the couple introduced into matter and therefore concavity or convexity of the separation surface.
- An interesting modality of the process consists in that that at least part of the separation forces ensuring the crack propagation is generated by fluid pressure confined in all or part of the crack initiator (s) created on the crack starting line.
- this modality will give a very "soft" appearance on the separation surface in part of the "grain” of the "matter.
- This modality where the propagation of the crack can be done without measurable spacing crack books at the starting surface, allows to carry out the separation even if all or part of the support means the second system of compressive forces on the one hand, the third force system on the other hand are linked together so as not to not being able to move away from each other, useful provision for make certain balancing arrangements.
- We can also provide a place of flexible and waterproof material, extending from on either side of the starting line of the crack, serves both to confine the fluid under pressure in the primer (s) of crack, and to transmit to the block the forces of the second and third systems of forces compression.
- Figure 1 shows a block 1 we want separate a piece 2, which represents the piece side of the block before separation while 3 designates the element which will remain after separation and constituting the block side of the initial block.
- the starting face of crack 4 carries the starting line of crack 11 undulating around the medium right 11A.
- the crack arrival face is designated by 5.
- the other two sides, designated by 6B and 6A are intersected by the separation plane curve along the intermediate line 13A.
- the end of the piece is designated by 7A, and that of the remaining block after separation by 7B.
- Figure 2 shows piece 2 separated from the block remaining 3 along the curved separation surface 8 intersecting the block along the starting line 11 on the starting face of crack 4, the finishing line 12 on the crack arrival face 5, the lines intermediate 13A and 13B on the sides 6A and 6B (not represented).
- References 14 and 15 denote the separation length and the width respectively of seperation; while 16 and 17 represent respectively the thicknesses of the piece on the one hand, of the block remaining on the other.
- Figure 3 is a sectional view of a block in balance and subject to several force systems.
- Her crack arrival face 5 rests along the line crack arrival 12 on a support 20 rigidly connected to a fixed non-deformable assembly 25 and on another support 21 also rigidly linked to the assembly 25.
- the support 20 will generate the first force system.
- two support elements 22 and 23 transmit to the block the efforts produced by two rod-jack assemblies 26 and 27 connected by pins 28 and 29 to the same assembly 25.
- These support elements act on either side of the crack starting line whose trace is at 11. They respectively transmit the second and third compression force systems.
- the piece to detach is marked 2, the remaining block 3.
- the support element 23 prevents by a support 30, always connected to the non-deformable assembly 25, any lifting of the support block 21.
- Support zones for support means 20, 21, 22 and 23 cover all or part of the width of the block or piece even if the surface is irregular using the usual means at the solution of this type of problem.
- Figure 4 is drawn in the median plane of the same block and analyzes the forces transmitted in the material by the support means 20, 21, 22 and 23 of the figure 3.
- 31 is the result of this which we called the first system of forces.
- This reaction of support 30 induce in the material, in the vicinity of the supports of 23 and 20 a intensity torque 43 (figure 5) which will have repercussions in the area where the crack is propagated by a force which will tend to spread the crack, in the first half of its path, of the plan joining the lines of departure and arrival of crack 11 and 12, then in the second half to bring it closer.
- FIG 7 there is shown a device different in which a cylinder 50, connected by an axis 51 to the fixed non-deformable assembly 25 transmits the first force system through its means support 51 acting on the crack finish line 12, and pushes the block on two blades or sets of blades 22 and 23 constituting the support means for second and third compression force systems. These blades are rigidly linked to the fixed assembly 25.
- a cylinder 50 connected by an axis 51 to the fixed non-deformable assembly 25 transmits the first force system through its means support 51 acting on the crack finish line 12, and pushes the block on two blades or sets of blades 22 and 23 constituting the support means for second and third compression force systems.
- These blades are rigidly linked to the fixed assembly 25.
- FIG. 8 represents a block 1 of material cleavable with separate cleavage plans, roughly parallel.
- a support 20 fixed, acting on either side of the finish line of crack 12 and the support means 22 and 23 transmitting the second and third systems of compressive forces.
- a cylinder 55 through its support means 50 consisting of a knife with a relatively acute angle, strongly presses on the starting line of crack 11 and create a crack initiation there will propagate while remaining in the cleavage plane chosen under the action of separation forces induced by 56 but also, as we saw above by the organs 22 and 23.
- Figure 9 differs from Figure 7 by the presence of an element 60 of flexible material.
- the block is pressed on a face 61 of this element, which is supported by its opposite face 62 on a rigid part 63 linked to the fixed assembly 25.
- the support of the face 61 induced in the block material constraints equivalent to those forces 32 and 33 of FIG. 4; the direction of these forces is conditioned by the shape of the element of flexible material and / or the part 63.
- the element 60 is waterproof, we can use the pressure it exerts on the block to confine a pressurized fluid, introduced by tubing 64 into all or part of the crack initiators created on the starting line of crack, generating all or part of the force of separation required.
- the blades 22 and 23 can be very rigid and prevent any separation significant between them. We can then favor separation by pressure of fluid confined in a or more crack starters of the starting line 11. We can also give a slight flexibility to blades 22 and 23 and we are brought back to the case previous.
- No diagram illustrates how to control the shape of the four edges of the pieces. Respect for a perfectly regular shape and thickness is however very important each time that a succession of pieces intended to be assembled side by side side.
- This control indeed implements means perfectly known but whose effectiveness will be increased due to very good shape control average of the separation surface. Creation of crack initiators on the starting line to which giving the desired shape poses no problem. The forms supporting elements acting exactly according to the crack finish line either, but the irregularities around a straight line cannot reach a great scale. On both sides, we can operate straight or curved tools or waving slightly around these lines, pressed strongly along the desired line, the intensity of however, the effort must never initiate a crack at the end of the tool.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
La présente invention est relative à un procédé d'enlèvement d'un morceau à un bloc de matière, par propagation d'une fissure unique, suivant une surface prédéterminée, selon la première partie de la revendication 1.The present invention relates to a process for removing a piece from a block of material, by propagation of a single crack, following a predetermined area according to the first part of claim 1.
Un tel procédé est divulgé par EP-A-0 294 267.Such a process is disclosed in EP-A-0 294 267.
Le problème du guidage de fissures sur de grandes surfaces semble avoir été très rarement abordé et il paraít nécessaire de définir un certain nombre de termes que nous utiliserons dans ce texte.The problem of guiding cracks on large areas seems to have been very rarely addressed and it seems necessary to define a certain number of terms that we will use in this text.
Par "fissure", on entend un phénomène de décohésion des molécules constituant une matière, à l'intérieur d'un bloc de cette matière. La propagation d'une fissure peut aboutir à la séparation entre un morceau et le reste dudit bloc de matière sans enlèvement de matière.By "crack" is meant a phenomenon of decohesion of the molecules constituting a material, to inside a block of this material. The propagation of a crack can lead to separation between a piece and the rest of said block of matter without removal of material.
Par "matière", on entend ici une substance solide, cohérente, rigide telle que roches naturelles, bétons, briques et terres cuites, verre, plastique rigide et même bois, fonte et acier.By "material" is meant here a substance solid, coherent, rigid such as natural rocks, concrete, bricks and terracotta, glass, plastic rigid and even wood, cast iron and steel.
Par "matière fissile", on entend une matière qui présente une direction de plan de clivage, c'est-à-dire une direction de plan ayant une résistance à la traction nettement plus faible, le dixième, voire le centième, dans cette direction de plan que dans toute autre direction voisine.By "fissile material" is meant a material which has a cleavage plane direction, that is to say a plane direction having resistance to significantly lower traction, the tenth or even the hundredth, in this direction of plane than in any another neighboring direction.
Par "matière à clivages naturels", on entend une matière qui possède des plans de clivage à des écartements variables.By "material with natural cleavages" is meant a material which has cleavage planes at variable spacings.
Par "matière homogène", on entend une matière dont la résistance à la traction, dans toute direction de plan donnée, est supérieure au dixième de celle qui existe dans une direction de plan voisine.By "homogeneous matter" is meant a matter of which the tensile strength in any direction of given plane, is greater than one tenth of that exists in a neighboring plane direction.
Par "bloc", on entend un volume de matière ayant approximativement la forme d'un prisme à section en forme de quadrilatère, le tracé réel d'un côté de la section ne s'écartant pas d'une ligne droite de plus de 20% de la longueur de ce côté.By "block" is meant a volume of material having roughly the shape of a section prism in the form of a quadrilateral, the actual line on one side of the section not deviating from a straight line by more than 20% of the length on this side.
Par "surface de séparation plane", on entend une surface qui ne s'écarte d'un plan moyen que par de faibles écarts dus à des défauts d'homogénéité de la matière, les écarts atteignant au plus 5% d'une dimension de la surface de séparation."Flat separation surface" means a surface which deviates from an average plane only by small deviations due to defects in the homogeneity of the material, the differences reaching at most 5% of a dimension of the separation surface.
Par "surface de séparation courbe", on entend une surface relativement plane mais dont au moins l'un des bords est ondulé et s'écarte d'une ligne droite moyenne de 5 à 25% de sa longueur, ou une surface courbe, concave ou convexe, ou une surface courbe à bords ondulés. L'importance des irrégularités ainsi définies permet cependant de définir un plan moyen de séparation.By "curved separation surface" is meant a relatively flat surface but at least one of which of edges is wavy and deviates from a straight line average of 5 to 25% of its length, or an area curved, concave or convex, or a curved surface with wavy edges. The importance of irregularities as well defined, however, makes it possible to define an average plan of separation.
Par "plan médian" d'un bloc, un plan perpendiculaire au plan moyen de séparation et passant par le milieu des lignes de départ et d'arrivée de fissure.By "median plane" of a block, a plane perpendicular to the mean plane of separation and passing through the middle of the start and finish lines of rift.
Par "surface prédéterminée", on entend des "surfaces planes" ou des "surfaces courbes".By "predetermined area" is meant "flat surfaces" or "curved surfaces".
Par "propagation d'une fissure unique", on indique que le procédé ne génèrera pas de fissures artificielles dans le bloc ou le morceau, autres que celle propagée dans la surface prédéterminée sauf exceptionnellement dans le cas particulier de matières contenant de très fortes hétérogénéités.By "propagation of a single crack", one indicates that the process will not generate cracks artificial in the block or piece, other than that propagated in the predetermined area except exceptionally in the particular case of materials containing very strong heterogeneities.
Par "ligne de départ de fissure", on entend une ligne s'étendant sur l'une des faces du bloc appelée "face de départ de fissure". Elle comprend l'ensemble des points à partir desquels se développe, au départ, la fissure. Elle peut être rectiligne on onduler autour d'une droite."Crack start line" means a line extending on one of the faces of the block called "crack starting face". It includes the whole points from which the rift. It can be straight or wavy around of a straight line.
Par "ligne d'arrivée de fissure", on entend une ligne comprenant l'ensemble des points atteints par la fissure au moment de la séparation du morceau et se trouvant sur le côté du bloc appelé "face d'arrivée de fissure" situé à l'opposé de la face de départ de fissure. Elle peut onduler comme la ligne de départ de fissure."Crack finish line" means a line comprising all the points reached by the crack at the time of the separation of the piece and on the side of the block called "arrival face of crack "located opposite the starting face of rift. It can undulate like the starting line of rift.
Pour simplifier, les termes ci-dessus seront remplacés dans le présent texte par "ligne de départ", "face de départ", "ligne d'arrivée" et "face d'arrivée".For simplicity, the above terms will be replaced in this text by "starting line", "start face", "finish line" and "finish face".
Par "lignes intermédiaires", on entend les lignes rejoignant l'extrémité des lignes de départ et d'arrivée et situées sur les deux autres côtés du prisme, autres que les faces de départ et d'arrivée de fissure."Intermediate lines" means the lines joining the end of the starting lines and of arrival and located on the other two sides of the prism, other than the start and end faces of rift.
Par "extrémités" du bloc, les deux extrémités du prisme.By "ends" of the block, the two ends from the prism.
Par "longueur de fissure", on entend la distance moyenne séparant la ligne de départ et la ligne d'arrivée.By "crack length" is meant the average distance between the starting line and the line of arrival.
Par "largeur de séparation", on entend la distance séparant les deux "lignes intermédiaires".By "separation width" is meant the distance separating the two "intermediate lines".
Par "morceau", on entend une partie du bloc séparée du reste du bloc et d'épaisseur au plus égale à la moitié de celle du bloc d'origine; et par "côté morceau" d'un bloc, la partie de ce bloc destinée à devenir le morceau que l'on désire séparer du bloc.By "piece" is meant part of the block separated from the rest of the block and of thickness at most equal to half that of the original block; and by "piece side" of a block, the part of that block destined to become the piece that we want to separate from block.
Par "épaisseur", on entend la dimension moyenne d'un morceau ou d'un bloc dans une direction perpendiculaire à la surface de séparation.By "thickness" is meant the dimension average of a piece or block in one direction perpendicular to the separation surface.
Par "morceau épais", on entend un morceau d'épaisseur au moins égale au quart de sa longueur.By "thick piece" is meant a piece of thickness at least equal to a quarter of its length.
Par "morceau mince", on entend un morceau d'épaisseur au plus égale au quart de sa longueur mais le plus souvent égale au 1/5, voire le 1/10 de sa longueur, encore moins dans certains cas favorables. By "thin piece" is meant a piece of thickness at most equal to a quarter of its length but most often equal to 1/5, even 1/10 of its length, even less in some favorable cases.
Par "amorce de fissure", on entend une fissure ou une rainure très peu profonde, quelques millimètres, rarement quelques centimètres, créée localement ou sur une certaine longueur à la surface d'un bloc par des moyens connus tels que choc, forte pression d'un outil, etc., pour une fissure ou disque diamanté, etc., pour une rainure.By "crack initiation" is meant a crack or a very shallow groove, a few millimeters, rarely a few centimeters, created locally or on a certain length on the surface of a block by known means such as shock, high pressure of a tool, etc., for a crack or diamond disc, etc., for a groove.
Par "force de compression", on entend une force ou une composante de force qui s'exerce parallèlement au plan moyen de la surface de séparation, en direction de l'intérieur du bloc.By "compressive force" is meant a force or a force component which is exerted parallel to the mean plane of the separation surface, towards the interior of the block.
Par "force de séparation", on entend un ensemble de deux forces, ou composantes de forces, égales et opposées, s'exerçant de part et d'autre des lignes de départ de fissure et des lignes intermédiaires."Separation force" means a set of two forces, or components of forces, equal and opposite, exercising on either side of crack start lines and lines intermediaries.
Par "système de forces de compression" et "système de forces de séparation", on entend un ensemble des forces ou composantes de forces de compression ou de séparation s'exerçant sur une zone définie du bloc par l'intermédiaire d'éléments d'appui.By "system of compressive forces" and "separation force system" means a set of forces or force components of compression or separation exerted on an area defined from the block by means of support elements.
Par "système de forces", on entend un ensemble des forces, s'exerçant sur une zone définie du bloc par l'intermédiaire d'éléments d'appui, et dont la résultante comprend au moins une composante de compression."System of forces" means a set of forces, acting on a defined area of the block by means of support elements, and the resulting includes at least one component of compression.
Par "éléments d'appui" d'une force ou d'un système de forces, on entend un poussoir ou un ensemble de poussoirs transmettant cette force à la surface de la matière. L'appui peut se faire suivant une zone très localisée ou point, une zone allongée et très étroite ou ligne, une zone de forme déterminée, ou enfin, si rien n'est précisé, une zone de forme quelconque. La zone d'application d'une force est la zone d'appui du poussoir. Par définition, les éléments d'appui sont agencés de façon à répartir aussi uniformément que possible, dans leur zone d'action, la force sur la matière du bloc.By "supporting elements" of a force or force system, we mean a pusher or a set pushers transmitting this force to the surface of the matter. The support can be done in a very zone localized or point, an elongated and very narrow area or line, an area of determined shape, or finally, if nothing is not specified, an area of any shape. The area application of a force is the support zone of the pusher. By definition, the supporting elements are arranged to distribute as evenly as possible, in their area of action, the force on the block material.
Par "ensemble indéformable fixe", on entend un châssis prévu dans une machine destinée à la mise en oeuvre du procédé. L'existence d'un tel châssis est indispensable pour absorber les réactions des forces mises en jeu sur le bloc de matière."Fixed non-deformable assembly" means a chassis provided in a machine intended for setting process work. The existence of such a chassis is essential for absorbing force reactions put into play on the material block.
Il est connu depuis longtemps de diviser des blocs de matière par propagation d'une fissure à partir d'une amorce de fissure préparée à l'avance. Selon le brevet US-A-26319154, ORLOW a introduit des coins dans des fentes confectionnées à l'avance puis soumis ces coins à un impact brusque, ce qui fracture le bloc.It has long been known to divide blocks of material by propagation of a crack at from a crack initiator prepared in advance. According to US-A-26319154, ORLOW has introduced corners in slots made in advance then subjected these corners to an abrupt impact, which fractures the block.
Dans les documents FR-A-2432375 et EP-A-0050075, s'appliquant aux matières fissiles ou à plan de clivage naturel, qui citent comme inventeur l'auteur de la présente invention, on exerce sur les parois de l'amorce de la fissure une pression de liquide ou bien on exerce un effort de cisaillement sur les deux côtés de la fissure à faire progresser.In documents FR-A-2432375 and EP-A-0050075, applying to fissile materials or natural cleavage plan, which cite as inventor the author of the present invention, one exercises on walls of the crack initiator liquid pressure or we exert a shearing force on both sides of the crack to advance.
Ces procédés, d'application limitée à certains types de matière, ne sont efficaces que dans certaines configurations bien déterminées.These processes, of application limited to certain types of material, are only effective in certain well-defined configurations.
On utilise couramment, dans le cas où l'on cherche à séparer un morceau épais d'un bloc, une technique consistant à serrer fortement le bloc entre deux outils appliqués sur deux faces opposées du bloc, chaque outil générant une fissure. Le contrôle de la forme exacte de la surface de séparation est difficile. Il est lié à un réglage précis de la machine, et devient impossible dès que les organes d'appui prennent du jeu.We commonly use, in the case where seeks to separate a thick piece of a block, a technique of tightly clamping the block between two tools applied on two opposite sides of the block, each tool generating a crack. Control of the exact shape of the separation surface is difficult. It is linked to a precise adjustment of the machine, and becomes impossible as soon as the supporting bodies are taking a game.
On peut aussi citer parmi les documents de l'art antérieur le brevet américain n° 4.256.246. One can also cite among the documents of the prior art U.S. Patent No. 4,256,246.
Dans le document EP-A-0294267, au nom du même inventeur que la présente invention, on décrit un procédé pour séparer un morceau d'un bloc de matière suivant une surface prédéterminée coupant l'une des faces du bloc, appelée face de départ de fissure suivant une ligne appelée ligne de départ de fissure sur laquelle on a créé au moins une amorce de fissure et recoupant une face opposée, dite face d'arrivée de fissure, suivant une ligne d'arrivée de fissure, la séparation étant effectuée par une fissure unique se propageant depuis la ligne de départ de fissure jusqu'à la ligne d'arrivée de fissure, sous l'action d'un système de forces de séparation, procédé selon lequel on agit sur la propagation de la fissure en créant des contraintes de compression dans la masse du bloc, au voisinage de ladite fissure.In document EP-A-0294267, in the name of the same inventor that the present invention describes a process for separating a piece from a block of material along a predetermined area intersecting one of the faces of the block, called next crack starting face a line called the crack start line on which we created at least one crack initiator and intersecting an opposite face, called the arrival face of crack, along a crack finish line, the separation being effected by a single crack propagating from the crack starting line to the crack finish line, under the action of a separation force system, a process by which acts on the propagation of the crack by creating compressive stresses in the mass of the block, at vicinity of said crack.
Plus précisément, selon EP-A-0294267, et notamment sa figure 2, on utilise des forces de séparation créées par un outil à petit rayon de courbure pénétrant dans l'amorce de fissure, et compensées à l'aide d'un outil à grand rayon de courbure agissant en direction opposée sur la ligne d'arrivée, et on ajoute à ces forces des contraintes de compression créées en serrant le bloc, du côté morceau, entre deux outils à grand rayon de courbure. Il est précisé que les forces créant ces contraintes de compression devront être convenablement dosées, et qu'en outre, il faut fréquemment préparer la surface de séparation en y créant des zones de moindre résistance.More specifically, according to EP-A-0294267, and notably its figure 2, we use forces of separation created by a tool with small radius of curvature penetrating the crack initiator, and compensated for using a tool with a large radius of curvature acting opposite direction on the finish line, and we add to these compressive stress forces created in clamping the block, on the piece side, between two tools large radius of curvature. It is specified that the forces creating these compression constraints will have to be properly dosed, and furthermore, frequently prepare the separation surface in y creating areas of least resistance.
Les études faites pour la mise en oeuvre du procédé de EP-A-0294267, ont montré que le dosage des forces appliquées sur le côté morceau devrait être très précis, et que, à défaut de préparation de la surface de séparation, la fissure tend à se courber en direction du morceau si la compression est trop faible, et en direction opposée si la compression est très forte.The studies made for the implementation of the method of EP-A-0294267, have shown that the dosage of forces applied to the chunk side should be very precise, and that, in the absence of surface preparation of separation, the crack tends to bend in direction of the song if the compression is too weak, and in the opposite direction if the compression is very strong.
On sait que la direction prise par une fissure
se propageant dans un bloc est directement liée au
régime de contrainte induit dans ce bloc au voisinage
immédiat du front de fissure. Toute la difficulté réside
dans le fait que les fissures se propagent le plus
souvent très rapidement; il convient donc de créer dans
la matière, dès le début de la propagation de la
fissure, les conditions qui feront que la fissure sera
correctement guidée tout au long de son trajet. Cela est
d'autant plus difficile que les forces mises en jeu sont
très importantes. A titre indicatif, les premières
expériences dont est issu le brevet EP-A-0294267 ont
montré que la force de compression côté morceau
atteignait, dans un granit moyen, une intensité de 4000
Newton par centimètre de largeur pour séparer un morceau
de 3 centimètres d'épaisseur. La présente invention fait
suite à de longues études et expérimentations qui ont
permis de découvrir les propriétés très particulières du
régime de contrainte induit dans un bloc par au moins
trois systèmes de forces agissant sur deux faces
opposées d'un bloc de matière en forme de prisme à
section en forme de quadrilatère.We know that the direction taken by a crack
propagating in a block is directly related to
stress regime induced in this block in the vicinity
immediately from the crack front. The difficulty lies
in the fact that the cracks spread the most
often very quickly; it is therefore advisable to create in
matter, from the start of the propagation of the
crack, the conditions that will cause the crack to be
correctly guided throughout its journey. That is
all the more difficult as the forces brought into play are
very important. As an indication, the first
experiences from which the patent EP-A-0294267 have
shown that the piece side compression force
reached, in a medium granite, an intensity of 4000
Newton per centimeter of width to separate a
Le but de la présente invention est de fournir un procédé permettant d'obtenir une surface de séparation de la forme désirée, sans contrôle très précis des forces appliquées au morceau, et avec une préparation de la surface de séparation qui soit plus réduite que dans l'art antérieur.The object of the present invention is to provide a method for obtaining a surface of separation of the desired shape, without very control precise forces applied to the piece, and with a preparation of the separation surface which is more reduced than in the prior art.
Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un procédé pour séparer un morceau d'un bloc de matière suivant une surface prédéterminée recoupant l'une des faces du bloc appelée face de départ de fissure suivant une ligne appelée ligne de départ de fissure et recoupant la face opposée dite face d'arrivée de fissure suivant la ligne d'arrivée de fissure, la séparation étant effectuée par une fissure unique se propageant depuis la ligne de départ jusqu'à la ligne d'arrivée de fissure, le procédé comportant les opérations suivantes:
- création d'au moins une amorce de fissure sur la ligne de départ de fissure;
- mise en action sur les faces du bloc autres que ses deux extrémités d'un ensemble de forces, agissant simultanément, symétriquement par rapport au plan médian du bloc et comprenant au moins:
- un système de forces de séparation agissant de chaque côté de cette ou ces amorces de fissure d'une intensité suffisante pour propager la fissure, intensité dont le minimum est lié aux caractéristiques géométriques du morceau et du bloc ainsi qu'à la matière constitutive du bloc;
- deux systèmes de forces de compression dont les zones d'application ont une surface suffisante pour ne pas propager une fissure sous leur propre zone d'action, comprenant:
- un premier système de forces de compression dont les éléments d'appui ont leur zone d'application sur la face d'arrivée de fissure, à une distance de la ligne d'arrivée de la fissure inférieure au 1/5 de la longueur de la fissure et de préférence sur la ligne d'arrivée de la fissure;
- un deuxième système de forces de compression dont les
éléments d'appui ont leur zone d'application sur la face
de départ de fissure, côté morceau, écartée en majeure
partie de la ligne de départ de fissure mais à une
distance de celle-ci inférieure à la longueur de la fissure,
forces dont les composantes de compression ont une intensité
supérieure à une valeur minimale au-dessous de laquelle la fissure
se propage en s'incurvant sans atteindre la ligne
d'arrivée de fissure,
ce procédé étant caractérisé en ce qu'on met en action un troisième système de forces de compression dont les éléments d'appui ont leur zone d'application sur la face de départ de fissure, côté bloc, écartée en majeure partie de la ligne de départ de fissure mais à une distance de celle-ci inférieure à la longueur de la fissure, ces zones d'application ayant une surface suffisante pour ne pas provoquer une fissure sous leur propre zone d'action. L'ensemble des forces auxquelles est soumis le bloc étant en équilibre.
- creation of at least one crack initiator on the crack starting line;
- actuation on the faces of the block other than its two ends of a set of forces, acting simultaneously, symmetrically with respect to the median plane of the block and comprising at least:
- a system of separation forces acting on each side of this crack initiator (s) of sufficient intensity to propagate the crack, intensity the minimum of which is linked to the geometrical characteristics of the piece and of the block as well as to the constituent material of the block ;
- two systems of compressive forces, the areas of application of which have a sufficient surface so as not to propagate a crack beneath their own area of action, comprising:
- a first system of compressive forces, the support elements of which have their area of application on the crack arrival face, at a distance from the finish line of the crack less than 1/5 of the length of the crack and preferably on the finish line of the crack;
- a second system of compressive forces, the support elements of which have their area of application on the crack starting face, piece side, spaced for the most part from the crack starting line but at a distance therefrom the length of the crack, forces whose compression components have an intensity greater than a minimum value below which the crack propagates by bending without reaching the crack finish line,
this process being characterized in that a third system of compressive forces is put into action, the support elements of which have their area of application on the starting face of the crack, on the block side, largely separated from the line of starting from a crack but at a distance from it less than the length of the crack, these application areas having a sufficient surface not to cause a crack under their own area of action. The set of forces to which the block is subjected being in equilibrium.
Remarquons tout d'abord que la résultante de chacun des systèmes de forces auxquelles est soumis le bloc est située dans le plan médian et les conditions d'équilibre du bloc sont donc celles d'une plaque, dont l'un des côtes est soumis à deux forces et le côte opposé à au moins une force. Si, malgré tout, il existe une légère composante perpendiculaire à ce plan du fait d'une symétrie non parfaite des forces exercées sur le bloc dont les formes sont irrégulières, cette composante, parallèle à la ligne de front de la fissure, sera sans influence sur la forme prise par la fissure et elle sera donc négligée dans ce qui suit.Note first of all that the result of each of the force systems to which is subjected the block is located in the median plane and the conditions of equilibrium of the block are therefore those of a plate, one of the ribs of which is subjected to two forces and the rib opposite to at least one force. If, despite everything, he there is a slight component perpendicular to this plane due to an imperfect symmetry of the forces exerted on the block whose shapes are irregular, this component, parallel to the front line of the crack, will have no influence on the form taken by the crack and it will therefore be neglected in what follows.
L'équilibre de l'ensemble des forces auxquelles le bloc est soumis, nécessite qu'on annule non seulement la somme des forces, mais aussi le moment d'un couple contenu dans le plan médian, et donc perpendiculaire au plan moyen de séparation. L'annulation de ce couple oblige à induire, dans la matière du bloc, un couple dont, nous le verrons plus loin, la valeur du moment conditionne la forme prise par la surface de séparation.The balance of all forces to which the block is subject, requires that we cancel not only the sum of the forces, but also the moment of a couple contained in the median plane, and therefore perpendicular to the mean plane of separation. The cancellation of this couple obliges to induce, in the block material, a couple of which, we will see more far, the value of the moment conditions the form taken by the separation surface.
Par ailleurs, on sait que la durée de la propagation de la fissure peut être très faible, par exemple moins de 1/100 de seconde. Il n'est donc pas absolument nécessaire que le bloc soit en équilibre stable pendant la séparation elle-même, car le mouvement produit pourra n'être que de très faible ampleur, et ne pas modifier les contraintes induites dans le bloc.Furthermore, we know that the duration of the crack propagation can be very small, for example less than 1/100 of a second. It is therefore not absolutely necessary that the block be in stable equilibrium during separation itself because the movement produced may be only very slight scope, and do not modify the induced constraints in the block.
On peut donc imaginer des dispositifs mettant en oeuvre brutalement et d'une façon parfaitement reproductible les systèmes de forces décrits ci-dessus et induisant dans la matière un régime de contrainte parfaitement semblable à celui expliqué plus loin même si le bloc n'est pas stabilisé juste avant l'opération de séparation. Dans ce cas une partie des forces est utilisée à donner un mouvement au bloc et à vaincre son inertie. L'existence de ce mouvement ne modifiera pas en lui-même les contraintes exercées dans la matière.We can therefore imagine devices brutally and perfectly reproducible the force systems described above and inducing in the material a regime of constraint perfectly similar to that explained below even if the block is not stabilized just before the operation of seperation. In this case part of the forces is used to give movement to the block and to overcome its inertia. The existence of this movement will not change in itself the constraints exerted in the material.
On supposera dans tout ce qui suit que le bloc est en équilibre juste avant l'opération de séparation mais on n'exclut pas du procédé le cas où on met en oeuvre brutalement les forces décrites permettant ainsi d'effectuer des opérations de séparation de forme contrôlée même sur un bloc en mouvement.We will assume in all that follows that the block is in equilibrium just before the separation operation but we do not exclude from the process the case where we put in brutally operates the forces described thus allowing to perform shape separation operations even controlled on a moving block.
Comme on l'a dit plus haut, les expériences menées précédemment sur la base du procédé de EP-A-0294267 ont montré que dans les opérations de séparation de morceaux minces d'un morceau épais, la deuxième force de compression exercée côté morceau devait être dosée avec une grande précision, surtout dans les matières homogènes. L'intensité de cette force, très importante comme indiqué plus haut, dépend de la matière, des caractéristiques géométriques du morceau et, à un moindre degré, du bloc. Si la valeur de l'effort de compression est trop élevée, la fissure a tendance à diminuer l'épaisseur du bloc, si elle est trop faible, elle a tendance à diminuer l'épaisseur du morceau; malheureusement, cette tendance est liée aux caractéristiques de la matière, lesquelles sont susceptibles de varier à l'intérieur d'un même bloc, elle dépend de plus de la forme de l'extrémité du bloc.As mentioned above, the experiences previously conducted on the basis of the EP-A-0294267 have shown that in the operations of separation of thin pieces from a thick piece, the second compression force exerted on the piece side had to be dosed with great precision, especially in homogeneous materials. The intensity of this force, very important as indicated above, depends on the material, geometric characteristics of the piece and, to a lesser degree, from the block. If the value of the compression force is too high, the crack has tendency to decrease the thickness of the block, if it is too weak, it tends to decrease the thickness of the piece; unfortunately this trend is related to characteristics of the material, which are likely to vary within the same block, it also depends on the shape of the end of the block.
Il faut souligner que les forces de compression mises en oeuvre agissent par les contraintes qu'elles induisent dans la matière. L'analyse précise des forces et des contraintes qu'elles induisent ne peut se faire que si on suppose le bloc en équilibre stable juste avant la séparation, même si, pendant l'opération de séparation, elle-même il y a un léger mouvement relatif du bloc et du morceau, mouvement qui n'affecte pratiquement pas les contraintes exercées dans le bloc.It should be emphasized that the compression forces put in works act by the constraints they induce in the matter. Precise analysis of forces and constraints they induce can only be done if we assume the block in stable equilibrium just before the separation, even if, during the separation operation, itself there is a slight relative movement of the block and of the piece, a movement which practically does not affect the stresses exerted in the block.
Le progrès considérable apporté par l'introduction d'un troisième systèmes de forces de compression, côté morceau, tient d'une part au fait qu'il permet d'induire dans la matière, dans la zone où progresse la fissure, un degré de compression élevé, gage d'une surface de séparation régulière même dans les matières possédant des défauts d'homogénéité importants, mais il résulte essentiellement de la découverte du double phénomène suivant :
- l'existence d'un état de compression suffisant de la matière côté bloc agit comme une barrière et empêche la fissure de dévier de la surface prévue dans une large plage d'intensité relative des deuxième et troisième systèmes de forces de compression; l'intensité côté morceau pouvant même dépasser de 30% au moins celle strictement nécessaire, à la seule condition que la "barrière" créée côté bloc ait une intensité suffisante;
- la nécessité de maintenir le bloc en équilibre au moins juste avant l'opération de séparation permet d'introduire dans la matière du bloc un couple dont la valeur peut aisément être contrôlée tout en pouvant choisir librement la valeur la plus adéquate pour le deuxième système de forces de compression. Or, la valeur de ce couple, induisant à l'intérieur du bloc une for variable, perpendiculaire au plan joignant les lignes de départ et d'arrivée de fissure, va permettre, quelle que soit l'épaisseur du morceau à séparer, d'écarter plus ou moins rapidement la fissure du plan contenant les lignes de départ et d'arrivée de fissure puis de ramener la fissure vers la ligne d'arrivée de fissure.
- the existence of a sufficient state of compression of the material on the block side acts as a barrier and prevents the crack from deviating from the surface intended in a wide range of relative intensity of the second and third systems of compression forces; the intensity on the piece side can even exceed by 30% at least that strictly necessary, on the only condition that the "barrier" created on the block side has sufficient intensity;
- the need to keep the block in equilibrium at least just before the separation operation makes it possible to introduce into the material of the block a torque whose value can easily be controlled while being able to freely choose the most suitable value for the second system of compression forces. However, the value of this couple, inducing inside the block a variable for, perpendicular to the plane joining the lines of departure and arrival of crack, will allow, whatever the thickness of the piece to be separated, remove the crack more or less quickly from the plane containing the crack start and finish lines, then bring the crack back to the crack finish line.
Cette double particularité permet donc non seulement de séparer un morceau ou une succession de morceaux minces d'un bloc sans avoir à régler avec précision le deuxième système de forces même si la largeur du bloc varie, mais aussi, quelle que soit l'épaisseur du morceau à séparer, d'obtenir des surfaces à concavité ou convexité parfaitement déterminée, par la mesure du couple introduit dans la matière. Compte tenu du fait qu'il y a toujours intérêt, même dans les séparations de morceaux épais, à ce que les contraintes de compression exercées dans le bloc; dans le voisinage du plan de séparation soient les plus élevées possible, on a fixé un maximum indicatif de distance entre la ligne de départ de fissure et les zones d'application des deuxième et troisième systèmes de forces.This double feature therefore allows only to separate a piece or a succession of thin pieces of a block without having to settle with precision the second system of forces even if the block width varies, but also, whatever the thickness of the piece to be separated, to obtain surfaces with concavity or convexity perfectly determined, by the measurement of the torque introduced into the material. Considering the fact that there is always interest, even in separations of thick pieces, that the constraints of compression exerted in the block; in the neighborhood of the separation plan are as high as possible, we set a maximum indicative distance between the crack start line and application areas second and third force systems.
La planéité ou la courbure de la surface de séparation sont donc liées à l'intensité du couple introduit dans la matière pour maintenir le bloc en équilibre; les solutions conduisant à cet équilibre, très nombreuses, sont étudiées par la mécanique classique et peuvent toutes être utilisées dans la limite des contraintes exposées plus haut. On en privilégiera cependant un certain nombre.The flatness or curvature of the surface of separation are therefore linked to the intensity of the torque introduced into the material to keep the block in balanced; the solutions leading to this balance, very numerous, are studied by mechanics classic and can all be used in the limit of the constraints exposed above. We will however favor a certain number.
Une manière avantageuse de produire des surfaces de séparation très planes sans avoir à régler d'une façon précise les positions relatives des zones d'application des premier, deuxième et troisième systèmes de force de compression ainsi que leurs intensités, consiste à n'induire aucun couple dans la matière du bloc, en faisant en sorte que la résultante des forces agissant sur la face de départ ou d'arrivée de fissure passe entre les zones d'appui d'au moins deux forces, agissant sur la face opposée, c'est-à-dire d'arrivée ou de départ de fissure, et en ce que ces zones d' appui sont disposées pour empêcher tout mouvement de rotation du bloc autour de l'une d'elles.An advantageous way to produce very flat separation surfaces without having to adjust in a precise way the relative positions of the zones application of the first, second and third compression force systems and their intensities, consists in not inducing any torque in the block material, making sure that the resulting forces acting on the departure or arrival face crack between the support zones of at least two forces, acting on the opposite side, i.e. of arrival or departure of crack, and in that these support zones are arranged to prevent any rotational movement of the block around one of them.
En effet, dans ces conditions, le bloc est en équilibre stable puisqu'il repose sur au moins deux points et l'équilibre des forces auxquelles est soumis le bloc est facilement obtenu sans que la matière du bloc soit soumise à un couple. Il y a évidemment intérêt, chaque fois que cela est possible, et ceci afin de disposer de la plus grande liberté possible pour le réglage des intensités relatives des différentes forces, à ce que la distance séparant les zones d'appui des deux forces ci-dessus soit la plus grande possible.Indeed, under these conditions, the block is in stable equilibrium since it rests on at least two points and the balance of forces to which is subjected the block is easily obtained without the material of the block is subject to a couple. There are obviously interest, whenever possible, in order to to have the greatest possible freedom for the adjustment of the relative intensities of the different forces, the distance between the support zones of the two above forces to be as large as possible.
Par contre, une manière avantageuse d' induire dans la matière un couple d'intensité mesurable, consiste en ce que la zone d'appui d'au moins l'une des forces de compression soit du premier système de forces; soit du deuxième ou troisième système de forces, est une ligne fixe allongée parallèlement au plan moyen de séparation désirée et si la mise en oeuvre de l'ensemble des forces appliquées a tendance à faire tourner le bloc autour de cette ligne, on annule cette tendance en exerçant sur au moins l'un des éléments d'appui des autres forces mises en jeu, un effort mesurable, perpendiculaire à ce plan, effort dont le sens et l'intensité déterminent la forme que l'on désire donner à sa surface de séparation. En effet, l'annulation du mouvement de rotation du bloc par une force dont l'intensité est aisément mesurable induit dans la matière de celui-ci, un couple dont nous avons indiqué l'effet plus haut.On the other hand, an advantageous way of inducing in matter a couple of measurable intensity, consists of the support zone of at least one of the compression forces from the first system of forces; either from second or third system of forces, is a line fixed elongated parallel to the mean plane of separation desired and if the implementation of all of the forces applied tends to rotate the block around this line, we cancel this trend by exercising on at minus one of the supporting elements of the other forces put in play, a measurable force, perpendicular to this plane, effort whose meaning and intensity determine the form that we want to give to its separation surface. In effect, the cancellation of the rotational movement of the block by a force whose intensity is easily measurable induced in the matter of it, a couple which we have indicated the effect above.
On a vu plus haut comment on peut agir sur la forme générale de la surface de séparation mais le procédé fournit également un moyen pour que la surface de séparation désirée recoupe les quatre bords du bloc suivant des lignes définies d'avance, légèrement différentes de celles découlant des surfaces planes ou courbes voulues à l'intérieur du bloc. Suivant une manière avantageuse, on obligera, dans une matière homogène, la fissure à suivre, au cours de son développement, les lignes de départ et d'arrivée de fissure ainsi que les lignes intermédiaires souhaitées, même si chacune de ces lignes ondule autour d'une ligne droite ou courbe en procédant de la façon suivante:
- des amorces de fissure sont crées sur la majorité de la ligne de départ de fissure désirée;
- on fait agir les éléments d'appui du premier système de forces le plus régulièrement possible exactement sur la ligne d'arrivée de fissure désirée; et
- on exerce sur chacune des deux lignes intermédiaires, d'une façon symétrique, dans toutes les parties où on désire que la fissure suive exactement ces lignes, des systèmes de forces jouant le rôle d'appel de fissures, mais d'une intensité insuffisante pour propager seuls des fissures.
- crack initiators are created on the majority of the desired crack starting line;
- the support elements of the first system of forces are made to act as regularly as possible exactly on the desired crack finish line; and
- one exerts on each of the two intermediate lines, in a symmetrical way, in all the parts where one wishes that the crack follows exactly these lines, systems of forces playing the role of call of cracks, but of an insufficient intensity for only propagate cracks.
Suivant cette dernière particularité du procédé, on utilise des moyens connus pour inciter une fissure à suivre un tracé déterminé à la surface d'un bloc, mais la qualité du guidage de la fissure au cours de sa propagation tant à l'intérieur du bloc que sur son pourtour permettra d'obtenir des surfaces de séparation mieux définies d'avance et beaucoup plus régulières que par tout procédé connu. Rappelons que les moyens jouant le rôle d'appel de fissure sont des systèmes connus tels que: amorce de fissure créée par un choc ou tout autre moyen, force exercée exactement sur la ligne d'appel désirée, forces de séparation exercées de part et d'autre de la ligne d'appel désirée.According to this last feature of the method, known means are used to encourage a crack to follow a determined path on the surface of a block but the quality of the crack guidance during of its spread both inside the block and on its perimeter will provide separation surfaces better defined in advance and much more regular than by any known method. Remember that the means playing the crack calling role are known systems such that: crack initiation created by a shock or any other medium, force exerted exactly on the hotline desired, separation forces exerted on both sides and on the other side of the desired call line.
Suivant une autre modalité intéressante du procédé, on applique en plus des systèmes de forces décrits ci-dessus, un système de forces de compression, agissant exactement sur la ligne de départ de fissure et sur la majorité de sa dimension, par l'intermédiaire d'outils en forme de ciseau, système de forces d'une intensité suffisante pour amorcer une fissure suivant sa ligne d'appui et créer au moins une partie de la force de séparation nécessaire à la propagation de la fissure.According to another interesting modality of the process, in addition to force systems described above, a system of compressive forces, acting exactly on the crack starting line and on the majority of its dimension, through scissor-shaped tools, force system of a sufficient intensity to initiate a crack according to its line of support and create at least part of the force of separation necessary for the propagation of the crack.
Ce dernier procédé a une mise en oeuvre aussi rapide et pratiquement aussi simple que les procédés classiques. Il permet d'introduire dans la matière une compression aussi élevée qu'il apparaít souhaitable pour obtenir une séparation parfaite, même dans des matières dites homogènes mais possédant des hétérogénéités dans leur masse. Il donne une excellente maítrise du couple introduit dans la matière et donc de la concavité ou convexité de la surface de séparation.This latter process also has an implementation fast and almost as simple as the process classics. It allows to introduce into the material a compression as high as it appears desirable for achieve perfect separation, even in materials say homogeneous but having heterogeneities in their mass. It gives an excellent mastery of the couple introduced into matter and therefore concavity or convexity of the separation surface.
Pour obtenir une séparation dans le plan de clivage d'une matière fissile ou à clivages naturels, il est préférable de limiter au strict minimum les zones d'appel de fissure sur le pourtour du bloc car ces zones d'appel risqueraient d'être en dehors du plan naturel. En conséquence, une façon avantageuse de procéder à de telles séparations consiste à
- limiter au strict minimum, une seule le plus souvent, le nombre et la dimension des amorces de fissure créées sur la ligne de départ; et
- appliquer le premier système de forces de compression, au voisinage de la ligne d'arrivée de fissure, sur la plus grande surface possible.
- limit to the strict minimum, usually only one, the number and size of the crack tips created on the starting line; and
- apply the first system of compressive forces, in the vicinity of the crack finish line, over the largest possible surface.
La mise en oeuvre du procédé demande que soit appliqué, de part et d'autre de la ligne de départ de fissure, un effort de séparation. De très nombreuses solutions sont possibles dont trois sont à privilégier éventuellement en combinaison les unes avec les autres.The implementation of the process requires that be applied, on either side of the crack starting line, an effort of separation. Many solutions are possible including three are to be preferred if possible in combination with other.
Une modalité intéressante du procédé consiste à ce qu'au moins une partie des forces de séparation assurant la propagation de la fissure est générée par une pression de fluide confinée dans tout ou partie de la ou des amorces de fissures créées sur la ligne de départ de fissure. cette modalité va donner à la surface de séparation un aspect, très "doux", s'affranchissant en partie du "grain" de la "matière. Cette modalité, où la propagation de la fissure peut se faire sans écartement mesurable des livres de la fissure au niveau de la surface de départ, permet d'effectuer la séparation même si tout ou partie des moyens d'appui du deuxième système de forces de compression d'une part, du troisième système de force de compression d'autre part sont liés entre eux de façon à ne pas pouvoir s'écarter l'un de l'autre, disposition utile pour réaliser certaines dispositions d'équilibre. On peut également prévoir qu'une place de matière souple et étanche, s'étendant de part et d'autre de la ligne de départ de la fissure, sert à la fois à confiner le fluide sous pression dans la ou les amorces de fissure, et à transmettre au bloc les forces des deuxième et troisième systèmes de forces le compression.An interesting modality of the process consists in that that at least part of the separation forces ensuring the crack propagation is generated by fluid pressure confined in all or part of the crack initiator (s) created on the crack starting line. this modality will give a very "soft" appearance on the separation surface in part of the "grain" of the "matter. This modality, where the propagation of the crack can be done without measurable spacing crack books at the starting surface, allows to carry out the separation even if all or part of the support means the second system of compressive forces on the one hand, the third force system on the other hand are linked together so as not to not being able to move away from each other, useful provision for make certain balancing arrangements. We can also provide a place of flexible and waterproof material, extending from on either side of the starting line of the crack, serves both to confine the fluid under pressure in the primer (s) of crack, and to transmit to the block the forces of the second and third systems of forces compression.
Dans certains cas, au contraire, il sera plus aisé d'assurer la propagation de la fissure en écartant les lèvres de la fissure, au niveau de la surface de départ de fissure, côté morceau d'une part, côté bloc de l'autre. Cette modalité demande que les éléments d'appui des deuxième et troisième systèmes de forces de compression tout en restant fixes par rapport au bloc et au morceau, puissent s'écarter librement l'un de l'autre d'une distance correspondant à l'élargissement de la fissure pendant sa progression. Cette possibilité d'écartement peut être avantageuse aussi dans le cas d'autres modes de création des forces de séparation.In some cases, on the contrary, it will be easier to ensure the propagation of the crack by spreading the lips of the crack, at the crack start surface, piece side on the one hand, block side on the other. This modality requires that the supporting elements of the second and third force systems compression while remaining fixed relative to the block and piece, can deviate freely from each other by a distance corresponding to the widening of the crack during its progression. This possibility of separation can also be advantageous in the case of other modes for the creation of separation forces.
Enfin, dans une autre modalité du procédé, on prévoit qu'au moins l'un des éléments d'appui de chacun des deuxième et troisième systèmes de forces de compression est confondu avec les éléments d'appui d'au moins une partie des forces de séparation. Cette disposition susceptible de simplifier la mise en oeuvre du procédé, peut être utilisée dans de très nombreux cas.Finally, in another method modality, we provides that at least one of the supporting elements of each of the second and third force systems of compression is confused with the supporting elements of minus part of the separation forces. This provision likely to simplify implementation of the process, can be used in many case.
En effet, dans le cas de séparation de morceaux minces, l'expérience, confirmée par le calcul, montre que, dans la très grande majorité des matières, l'effort de séparation est inférieur à 60% de l'effort de compression minimum nécessaire côté morceau, quelle que soit l'épaisseur du morceau. On peut donc, d'une façon très simple, à l'aide d'un vérin par exemple, sans risque de glissement intempestif, exercer un effort de séparation entre tout ou partie des éléments d'appui des forces de compression côté bloc d'une part, côté morceau de l'autre.Indeed, in the case of separation of thin pieces, experience, confirmed by calculation, shows that, in the vast majority of subjects, the separation effort is less than 60% of the effort minimum compression required on the piece side, what whatever the thickness of the piece. We can therefore very simple way, using a cylinder for example, without risk of inadvertent slipping, exert an effort to separation between all or part of the support elements of the compression forces on the block side on the one hand, piece side the other.
De toute façon, dans tous les cas de figure, il faut remarquer que les éléments d'appui des deuxième et troisième système de forces de compression, forces dont les lignes - d'action sont situées de part et d'autre de la ligne d'action du premier système de forces, induisent automatiquement dans la matière un effort de séparation.Anyway, in all cases, it should be noted that the supporting elements of the second and third system of compressive forces, forces whose lines - are located on either side of the line of action of the first system of forces, induce automatically in the material an effort of separation.
On voit donc toute la souplesse de ce procédé qui permet de choisir, pour chaque matière, pour chaque caractéristique géométrique du morceau à séparer, l'optimum des contraintes de compression tout en fournissant la contrainte de séparation nécessaire. So we can see the flexibility of this process which allows you to choose, for each subject, for each geometric characteristic of the piece to be separated, optimum compression constraints while providing the necessary separation constraint.
L'invention va maintenant être expliquée de
façon plus précise à l'aide d'exemples pratiques
illustrés par des dessins parmi lesquels :
La figure 1 montre un bloc 1 dont on veut
séparer un morceau 2, qui représente le côté morceau du
bloc avant séparation alors que 3 désigne l'élément qui
restera après séparation et constituant le côté bloc du
bloc initial. La face de départ de fissure 4 porte la
ligne de départ de fissure 11 ondulant autour de la
droite moyenne 11A. La face d'arrivée de fissure
est désignée par 5. Les deux autres côtés, désignés par
6B ainsi que 6A sont recoupés par le plan de séparation
courbe suivant la ligne intermédiaire 13A. L' extrémité
du morceau est désignée par 7A, et celle du bloc restant
après séparation par 7B.Figure 1 shows a block 1 we want
separate a
La figure 2 montre le morceau 2 séparé du bloc
restant 3 suivant la surface de séparation courbe 8
recoupant le bloc suivant la ligne de départ 11 sur la
face de départ de fissure 4, la ligne d'arrivée 12 sur
la face d'arrivée de fissure 5, les lignes
intermédiaires 13A et 13B sur les côtés 6A et 6B (non
représenté). Les références 14 et 15 désignent
respectivement la longueur de séparation et la largeur
de séparation; alors que 16 et 17 représentent
respectivement les épaisseurs du morceau d'une part, du
bloc restant de l'autre.Figure 2 shows
La figure 3 est une vue en coupe d'un bloc en
équilibre et soumis à plusieurs systèmes de forces. Sa
face d'arrivée de fissure 5 repose suivant la ligne
d'arrivée de fissure 12 sur un appui 20 lié rigidement à
un ensemble indéformable fixe 25 et sur un autre appui
21 également lié rigidement à l'ensemble 25. L'appui 20
va générer le premier système de forces. Sur la face de
départ de fissure 4, deux éléments d'appui 22 et 23
transmettent au bloc les efforts produits par deux
ensembles tige-vérins 26 et 27 reliés par des axes 28 et
29 au même ensemble 25. Ces éléments d'appui agissent de
part et d'autre de la ligne de départ de fissure dont la
trace est en 11. Ils transmettent respectivement les
deuxième et troisième systèmes de forces de compression. Le morceau à
détacher est repéré 2, le bloc restant 3. Enfin,
l'élément d'appui 23 empêche par un appui 30, toujours
relié à l'ensemble indéformable 25, tout soulèvement du
bloc de l'appui 21. Les zones d'appui des moyens d'appui
20, 21, 22 et 23 couvrent tout ou partie de la largeur
du bloc ou du morceau même si la surface en est
irrégulière en utilisant les moyens habituels à la
solution de ce type de problème.Figure 3 is a sectional view of a block in
balance and subject to several force systems. Her
La figure 4 est tracée dans le plan médian du
même bloc et analyse les efforts transmis dans la
matière par les moyens d'appui 20, 21, 22 et 23 de la
figure 3. On retrouve en 11 et 12, les traces des lignes
de départ et d'arrivée de fissure. En 2 et 3, le morceau
et le bloc qui restera après séparation. On a schématisé
en 32 et 33 la résultante respective des deuxième et
troisième systèmes de forces de compression agissant sur la face de
départ de fissure avec leur intensité. Sous l'action de
ces forces, les appuis 20 et 21 de la figure 3 vont
générer des forces schématisées en 31 et 34 dont
l'intensité totale sera égale à la résultante 35, des
forces 32 et 33. On voit que 31 est la résultante de ce
que nous avons appelé le premier système de forces. Dans
le cas de figure, la ligne d'action de la résultante 35
des forces 32 et 33 auxquelles on ajoutera, dans le cas
de figure représenté, pour être parfaitement rigoureux,
le poids propre du bloc non représenté par souci de
simplification, se trouve comprise entre les lignes
d'action des forces 31 et 34 générées par les appuis 20
et 21 de la figure 3. Le bloc va se trouver en équilibre
stable sans être soumis à aucun couple. On pourra
obtenir une séparation suivant un plan joignant 11 à 12.
Etudions plus en détail les contraintes induites dans la
matière par ces quatre systèmes de forces. On a
schématisé en 40 la trace du front de fissure en cours
de développement. La force 32 génère un effort de
compression 36 à la surface du bloc et induira, dans la
matière, côté morceau, au voisinage de la ligne 40 une
contrainte de compression, de même la force 33 induira
une contrainte de compression par l'intermédiaire de sa
composante 38. On voit que, pour une configuration
donnée des intensités des forces et de leurs zones
d'action respectives, on pourra toujours obtenir
l'équilibre du bloc et régler les contraintes induites
dans le bloc au-dessus d'un minimum donné. Des calculs
théoriques très complexes permettent de calculer ces
minimum mais, dans la pratique, quelques expériences
permettent de déterminer rapidement ces minima, qui,
nous l'avons vu, pourront ensuite être dépassés sans
aucun inconvénient. On pourra également jouer sur les
directions des résultantes des deuxième et troisième
systèmes de forces de compression et sur l'emplacement de
leur zone d'application.Figure 4 is drawn in the median plane of the
same block and analyzes the forces transmitted in the
material by the support means 20, 21, 22 and 23 of the
figure 3. We find in 11 and 12, the traces of the lines
of departure and arrival of crack. In 2 and 3, the piece
and the block which will remain after separation. We have schematized
in 32 and 33 the respective result of the second and
third compression force systems acting on the face of
departure of crack with their intensity. Under the action of
these forces, the
Toujours sur cette figure 4, on a désigné par
14 la longueur de la fissure, par 41 la distance entre
la ligne d'appui 12, ligne d'arrivée de fissure, et la
ligne d'action de la force 32. L'élément d'appui de la
force 32 va donc induire une contrainte, parallèle à la
force de séparation, d'intensité égale à 32 x 41:14.
L'élément d'appui de la force 33 va induire une force de
même nature et de sens opposé. On comprend ainsi comment
les éléments d'appui des deuxième et troisième systèmes
de forces de compression induisent de part et d'autre de la ligne de
départ de fissure, une force de séparation. Cette force
est directement liée aux positions, directions et
intensités des deuxième et troisième systèmes de forces de compression
que l'on pourra toujours fixer de façon à ce qu'elles
induisent à l'intérieur du bloc les contraintes de
compression souhaitées et précisées plus haut avant
qu'elles ne génèrent une force de séparation d'intensité
suffisante pour propager la fissure.Still on this figure 4, we have designated by
14 the length of the crack, by 41 the distance between
the
Supposons maintenant que, avec le dispositif
schématisé sur la figure 3, agissant sur le même bloc,
on veuille créer une surface de séparation courbe avec
une concavité côté morceau. Sur la figure 5, reprenant
le même bloc que celui de la figure 4, avec les mêmes
notations, on a simplement fait varier les intensités
relatives des forces 32 et 33. La ligne d'action de la
résultante 35 passe maintenant à gauche de la ligne
d'appui 12. Cet ensemble de forces ne peut à lui seul
maintenir le bloc en équilibre. C'est pourquoi, comme
représenté sur la figure 3, on empêche le mouvement de
soulèvement du bloc par la réaction de l'appui 30 sur le
moyen d'appui 23. Cette réaction de l'appui 30 induire
dans la matière, au voisinage des appuis de 23 et 20 un
couple d'intensité 43 (figure 5) qui va se répercuter
dans la zone où se propage la fissure par une force qui
va avoir tendance à écarter la fissure, dans la première
moitié de son trajet, du plan joignant les lignes de
départ et d'arrivée de fissure 11 et 12, puis dans la
deuxième moitié à l'en rapprocher.Now suppose that with the device
shown diagrammatically in FIG. 3, acting on the same block,
we want to create a curved separation surface with
a piece side concavity. In Figure 5, showing
the same block as that of figure 4, with the same
ratings, we just varied the intensities
of
Dans la figure 6, on a repris un dispositif
identique à celui de la figure 3 mais où le moyen
d'appui 23 coulisse entre deux appuis 30 et 30A, tous
deux liés à l'ensemble rigide 25. Par contre, on a
supprimé l'appui 21. L'analyse des figures 4 et 5 permet
immédiatement de comprendre comment un tel dispositif va
permettre en jouant simplement sur les intensités
relatives des forces 32 et 33 de produire des surfaces
convexes, planes ou concaves. La mesure, très facile à
réaliser, des réactions d'appui de 30 et 30A permettra
de contrôler la valeur du couple et donc l'intensité de
la courbure de la surface de séparation. Le poids du
bloc a une influence sur la valeur du couple. On pourra
toujours corriger cette influence en jouant sur les
intensités relatives des forces 32 et 33 exercées par
les moyens d'appui 22 et 23.In Figure 6, we have a device
identical to that of figure 3 but where the means
support 23 slides between two
Sur la figure 7, on a représenté un dispositif
différent dans lequel un vérin 50, relié par un axe 51 à
l'ensemble indéformable fixe 25 transmet le premier
système de forces par l'intermédiaire de son moyen
d'appui 51 agissant sur la ligne d'arrivée de fissure
12, et pousse le bloc sur deux lames ou ensembles de
lames 22 et 23 constituant les moyens d'appui des
deuxième et troisième systèmes de forces de compression. Ces lames sont
liées rigidement à l'ensemble fixe 25. On voit
immédiatement qu'un tel dispositif n'introduit pas de
couple dans la matière et permettra donc d'assurer des
séparations planes en ne mettant en jeu qu'un seul vérin
ou un seul ensemble de vérins.In Figure 7, there is shown a device
different in which a
La figure 8 représente un bloc 1 de matière
clivable possédant des plans de clivages séparés,
grossièrement parallèles. On retrouve un appui 20, fixe,
agissant de part et d'autre de la ligne d'arrivée de
fissure 12 et les moyens d'appui 22 et 23 transmettant
les deuxième et troisième systèmes de forces de compression. Un vérin
55, par l'intermédiaire de son moyen d'appui 50
constitué par un couteau à angle relativement aigu,
vient fortement appuyer sur la ligne de départ de
fissure 11 et y créer une amorce de fissure qui se
propagera en restant dans le plan de clivage choisi sous
l'action des forces de séparation induites par 56 mais
aussi, comme nous l'avons vu plus haut par les organes
22 et 23.FIG. 8 represents a block 1 of material
cleavable with separate cleavage plans,
roughly parallel. We find a
La figure 9 diffère de la figure 7 par la
présence d'un élément 60 de matière souple. Le bloc est
pressé sur une face 61 de cet élément, qui s'appuie par
sa face opposée 62 sur une pièce rigide 63 liée à
l'ensemble fixe 25. L'appui de la face 61 induit dans la
matière du bloc des contraintes équivalentes à celles
des forces 32 et 33 de la figure 4; la direction de ces
forces est conditionnée par la forme de l'élément de
matière souple et/ou de la pièce 63. Si l'élément 60 est
imperméable, on pourra utiliser la pression qu'il exerce
sur le bloc pour confiner un fluide sous pression,
introduit par une tubulure 64 dans tout ou partie des
amorces de fissure créées sur la ligne de départ de
fissure, générant tout ou partie de la force de
séparation nécessaire.Figure 9 differs from Figure 7 by the
presence of an
La mise en oeuvre des forces de séparation
nécessaires pour propager la fissure peut être analysée
sur les figures 3, 6, 7 et 8. Par exemple sur les
figures 3 et 6, on voit que l'organe d'appui 22 du deuxième système
de forces de compression peut s'écarter librement de
l'organe d'appui 23 du troisième système de forces de compression
laissant donc toute liberté à la fissure de s'ouvrir au
fur et à mesure qu'elle progresse. On à vu que
l'intensité, la situation de la zone d'application,
l'inclinaison relative des deuxième et troisième systèmes
de forces de compression permettent de créer une force de
séparation d'intensité voulue. Il peut parfois y avoir
inconvénient à ce que la séparation intervienne dans
avoir contrôlé au préalable avec précision l'intensité
du deuxième et/ou du troisième système de forces de compression.
Dans ce cas, on complètera l'effort de séparation en
disposant un ou plusieurs ensembles de tiges vérins
hydrauliques reliant les moyens d'appui 22 et 23 qu'on
ne fera agir qu' après avoir donné aux autres forces la
valeur désirée. Cette disposition est particulièrement
intéressante dans le cas de séparation de morceaux
minces où l'intensité du deuxième système de forces de
compression doit être bien contrôlée.The implementation of separation forces
necessary to propagate the crack can be analyzed
in Figures 3, 6, 7 and 8. For example in the
Figures 3 and 6, we see that the
Sur la figure 7, les lames 22 et 23 peuvent
être très rigides et empêcher tout écartement
significatif entre elles. On pourra alors privilégier
une séparation par pression de fluide confiné dans une
ou plusieurs amorces de fissure de la ligne de départ
11. On peut aussi donner une légère flexibilité aux
lames 22 et 23 et on se trouve ramené au cas de figure
précédent.In FIG. 7, the
Il convient de remarquer que la force de
séparation, dans le cas de séparation de morceaux
minces, ne dépassera jamais, d'après toutes les
expériences réalisées, confirmées par le calcul, 60% de
l'effort de compression minimum nécessaire côté morceau
et on pourra donc toujours appliquer un effort de
séparation suffisant sans risque de faire glisser les
appuis 22 et 23. Pour les morceaux épais, la mise en
oeuvre de l'effort de séparation ne posera aucun
problème.It should be noted that the strength of
separation, in the case of separation of pieces
thin, will never exceed, according to all
experiments carried out, confirmed by calculation, 60% of
the minimum compression force required on the piece side
and we can therefore always apply an effort of
sufficient separation without risk of sliding
Aucun schéma n'illustre la façon de contrôler la forme des quatre bords des morceaux. Le respect d'une forme et d'une épaisseur parfaitement régulière est cependant très importante chaque fois qu'on réalise une succession de morceaux destinés à être assemblés côte à côte. Ce contrôle met en effet en oeuvre des moyens parfaitement connus mais dont l'efficacité sera augmentée du fait du très bon contrôle de la forme moyenne de la surface de séparation. La création d'amorces de fissure sur la ligne de départ auxquelles on donne la forme désirée ne pose aucun problème. La forme des éléments d'appui agissant exactement suivant la ligne d'arrivée de fissure non plus, mais les irrégularités autour d'une droite ne pourront pas atteindre une grande ampleur. Sur les deux côtés, on peut faire agir des outils à extrémité droite ou courbe ou ondulant légèrement autour de ces lignes, pressés fortement suivant la ligne désirée, l'intensité de l'effort ne devant cependant jamais amorcer une fissure à l'extrémité de l'outil. Le guidage vers les lignes intermédiaires désirées sera encore plus fort si on crée, suivant les lignes désirées, des amorces de fissure sur les lèvres desquelles on exercera un léger effort de séparation. D'une façon générale, toutes ces irrégularités ne pourront jamais être très importantes et ne modifieront que légèrement la forme générale de la surface de séparation quelle que soit la matière. Elles permettront cependant de donner éventuellement un aspect original aux morceaux obtenus.No diagram illustrates how to control the shape of the four edges of the pieces. Respect for a perfectly regular shape and thickness is however very important each time that a succession of pieces intended to be assembled side by side side. This control indeed implements means perfectly known but whose effectiveness will be increased due to very good shape control average of the separation surface. Creation of crack initiators on the starting line to which giving the desired shape poses no problem. The forms supporting elements acting exactly according to the crack finish line either, but the irregularities around a straight line cannot reach a great scale. On both sides, we can operate straight or curved tools or waving slightly around these lines, pressed strongly along the desired line, the intensity of however, the effort must never initiate a crack at the end of the tool. Guidance to the lines desired intermediaries will be even stronger if we creates, along the desired lines, primers of crack on the lips of which one will exert a light separation effort. In general, all of these irregularities can never be very significant and will only slightly modify the general shape of the separation surface whatever the material. They however will eventually give an appearance original to the pieces obtained.
Claims (10)
- A process for separating a piece (2) from a block of material (1) according to a predefined surface intersecting one of the block faces called the crack starting face (4) according to a line called the crack starting line (11) and meeting the opposite face called the crack finishing face (15) according to the crack finishing line (12), separation being achieved by a single crack propagating from the crack starting line (11) to the crack finishing line (12), the process involving the following operations:the making of at least one incipient crack on the crack starting line (4);the application on the faces of the block (1) other than its two ends (7A, 7B) of a set of forces, acting simultaneously and symmetrically in relation to the center plane of the block (1) and including at least:a system of separating forces acting from each side of this or these incipient crack(s) of sufficient intensity to propagate the crack, an intensity whose minimum is linked to the geometric characteristics of the piece (2) and of the block (1), as well as to the material making up the block (1);two systems of compression forces whose zones of application have a surface sufficient not to propagate a crack under their own zone of application, comprising:a first system of compression forces whose bearing devices (20, 51) have their zone of application on the crack finishing face (5), at a distance from the crack finishing line (12) of less than a 1/5 of the crack length (14) and preferably on the crack finishing line (12);a second system of compression forces whose bearing devices (23) have their zone of application on the crack starting face (4), on the piece (2) side, in the main away from the crack starting line (11) but at a distance from the latter of less than the length (14) of the crack, forces whose compressing components have an intensity greater than a minimum value below which the crack propagates by incurving without reaching the crack finishing line,the characteristic of this process being that a third system of compression forces is applied whose bearing devices (23) have their zones of application on the crack starting face (4), on the block (1) side, in the main away from the crack starting line (11) but at a distance from the latter of less than the length (14) of the crack, these zones of application having a surface sufficient not to provoke a crack under their own zone of application, the overall forces to which the block is subjected are in equilibrium.
- A process as defined in claim 1, characterized by the resultant of the forces acting on the crack starting (4) or finishing face (5) passes between the bearing zones of at least two forces, acting on the opposite face, i.e.: crack finishing (5) or starting opposite face (4), and that the bearing zones are arranged in such a way as to prevent any rotational movement of the block about any one of them.
- A process as defined in claim 1, characterized in the bearing zone of at least one of the forces either of the first system of compression forces, or of the second or third system of compression forces, being a fixed line extended in parallel to the required average plane of separation and if implementation of the overall applied forces has a tendency of making the block (1) turn about this line, this tendency is canceled by exerting on at least one of the bearing devices other forces put into play, a measurable stress, perpendicular to this plane, a stress whose direction and intensity determine the shape that is sought for the surface of separation.
- A process as defined in one of the claims 1 to 3, characterized by:incipient cracks being created on the major part of the starting line (11) of the crack sought after;the bearing devices of the first system of compression forces being made to act, as uniformly as possible, precisely on the crack finishing line (12); andon each of the two intermediate lines (13A, 13B) being exerted, symmetrically, in all the parts where we want the crack to follow these lines precisely, systems of forces playing a crack call role, but which alone are of an intensity insufficient to propagate a crack.
- A process as defined in one of the claims 1 to 4, characterized by a system of compression forces being applied, acting exactly on the crack starting line (11) and on the major part of its length, using tools of chisel form, a system of forces of sufficient intensity to start a crack according to its bearing line and to set up at least a part of the force of separation necessary for the propagation of the crack.
- A process as defined in one of the claims 1 to 3 characterized by at least one incipient crack being created on the crack starting line (11), which happens to be in the cleavage plane of fissile material or material with natural cleavage, whose follow-through is sought, and the bearing devices of the first system of forces acting on a zone situated in the neighborhood of the crack finishing line (12) made up of the meeting line of the cleavage plane chosen and the crack finishing face.
- A process as defined in one of the claims 1 to 6, characterized by at least a part of the separation forces ensuring the generation of crack propagation by a fluid under pressure confined in all or a part of the incipient crack(s) created on the crack starting line (11).
- A process as defined in one of the claims 1 to 7, characterized by the bearing devices of the second and third systems of compression forces, while remaining fixed in relation to the block and the piece, being able to freely part one from the other by a distance corresponding to the widening of the crack during its advance.
- A process as defined by one of the claims 1 to 8, characterized by at least one of the bearing devices of the second and third systems of compression forces being merged with a bearing device of at least a part of the separation forces.
- A process as defined in claim 7, characterized by a pad of flexible and impermeable material (60) stretching here and there along and from the crack starting line, being used both to confine the fluid under pressure and transmit together the forces of the second and third systems of compression forces.
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