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LAME D'ARMURE POUR LE SCIAGE DE MATERIAUX PIERREUX
La présente invention concerne une lame d'armure de forme allongea mouvement de va-et-vient pour le sciage de matériaux pierreux, dans laquelle un bord longitudinal est muni de segments abrasifs ou dents de sciage espaces entre eux. Elle est essentiellement utilisée pour le sciage de matériaux pierreux tels que granits, porphyres, diorites, etc.
On connalt par la demande de brevet allemand no 3 413 970 une machine pour débiter des blocs de matériau pierreux dur, comportant au moins une lame d'armure animée d'un mouvement rectiligne alternatif combine a un mouvement d'avancement dans le matériau A scier et une table oscillante propre ä supporter le bloc de matériau pierreux.
La table repose sur des appuis mobiles contraints ä suivre des trajectoires courbes contenues dans des plans verticaux parallèles.
Ces appuis mobiles sont soit des galets qui suivent des guides courbes, soit quatre barres articulées parallèles deux à deux. 11s permettent à la table d'osciller dans le plan de travail de la lame de sciage.
Par la superposition d'un mouvement de va-et-vient parallèle ä la base de sciage et d'amplitude limitée,
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au mouvement de basculement de la table, dans un plan vertical, la machine réalise tout le long du matériau ä scier une ligne de coupe courbe propre ä assurer une surface de contact restreinte et effective.
Un arc de contact de faible longueur permet, tout en assurant une pression spécifique élevée et necessaire au sciage sur un nombre restreint de segments diamantés, de réduire la pression résultante sur la lame ä une valeur telle qu'elle n'engendre plus aucune déformation ni torsion exagérées de la lame.
Lorsqu'on applique ä la lame une pression d'enfoncement dans le matériau pierreux, cette pression n'est transmise qu'aux seuls segments de sciage en contact avec le matériau pierreux, de sorte que seuls ces segments sont alors utiles au sciage.
On observe expérimentalement l'apparition de pointes de pression sur les dispositifs de mesure de force montés entre le bloc de matériau pierreux et la table oscillante suivant trois axes orthogonaux.
Ces variations brutales des pressions de sciage sont essentiellement dues aux écarts importants de déformation du profil de la lame qui se voit soumise ä un déplacement continuel de la position de la charge appliquée.
De plus, la lame ne présente pas la même rigiditd au centre et à ses extrémités, en raison de son montage semi-encastré.
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Plus le bloc est long, plus les pointes de force sont prononcées.
Les pointes de pression sont la cause de deux phonomènes que l'on souhaiterait empêcher lors du sciage du matériaupierreux : 1. arrachement d'éclats pierreux sur les chants de la tranche de sciage ;
2. la surface de matériaux pierreux mise ä jour lors du sciage n'est pas la surface désirée, par suite d'une déformation de la lame et d'une déviation de celle-ci lors du sciage.
On connalt par la demande de brevet européen nO 0 039 024 une scie circulaire conçue pour scier des matériaux durs.
Le diambtre est généralement compris entre 200 et 400 mm.
Des segments diamantés sont montés élastiquement sur les dents rat l'aide de moyens élastiques, constitues soit d'un e- trier soit d'une découpe allongée en forme de segment circonférenciel menagée dans les dents au voisinage de leur embase.
Ces moyens permettent d'avoir plus de dents en contact avec le matériau pierreux et d'accroître la longévité de la scie en rendant l'usure plus homogene.
Ils permettent en outre d'empêcher un échauffement trop important du disque et donc dlun torsionnement du disque lors du brasage de segments diamantés.
Un inconvénient des étriers et des découpes mentionnés ci-dessus consiste dans le danger de rupture de ceux-ci sous l'effet de fatigue, alors que le disque est entrain6 à des vitesses de rotation élevées.
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Les dents ainsi arrachées risquent alors d'être projetées dans l'espace sous l'effet de la force centrifuge.
La présente invention est relative à une lame d'armure allongée. Elle a pour but d'uniformiser, pour chaque segment, la rigidité relative de la lame. En diminuant la rigidité de la lame aux extrémités semi-encastrées elle réduit les brusques augmentations de pression et entrave les vibrations et les torsions qui sont les causes principales des deviations.
La lame suivant l'invention est essentiellement caractérisée en ce qutelle presente, au voisinage du bord longitudinal muni de segments ou dents de sciage, des fentes allongées ayant un axe sensiblement parallèle à ce bord longitudinal, ces fentes ayant une longueur et une Position telles qu'elles corrigent les différences de rigidité de la lame, relative ä chaque position de segment.
Dans une forme de réalisation particuliere de la lame, les fentes ont une longueur au moins égale à l'espace entre deux segments de sciage adjacents et s'etend dans la lame entre deux segments adjacents.
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La position et la largeur d'une fente de longuur pré- déterminée, déterminent la rigidité du rebord faisant office d'étrier élastique, découpé dans lame de l'armure de sciage et respectivement la longueur maximale de la course réalisant l'ajustement de la position des segments abrasifs.
Suivant une partieular1té de 1a lame, les fentes s'e- tendent dans la lame depuis le voisinage d'une extremité, en contact avec la lame d'un segment, jusqu'au voisinage de l'extrémité opposée, en contact avec la lame, d'un autre
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segment.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaltront au cours de la description détaillée suivante faisant reference aux dessins annexes illustrant à titre d'exemple des formes de réalisation particulières de l'invention.
Dans ces dessins : - la figure 1 montre la déformée de la lame, à vide, en absence de bloc a scier. La lame est fléchie par excentration de la resultante de traction par rapport la fibre neutre.
- la figure 2 montre la déformée de la lame avec pous-
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sée au milieu de la lame - la figure 3 représente la déformée de la lame avec poussée du bloc a l'extrémité de la lame ; - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'une lame d'armure découpée au laser. Les coefficients de raideur des lamelles y sont modifiés en variant la longueur des lamelles en fonction de 1a position des segments sur la lame ? - la figure 5 est une vue en élévation latérale d'une seconde forme de réalisation d'une lame d'armure, dans laquelle le coefficient de raideur des lamelles est modifie en variant l'épaisseur des lamelles ; - les figures 6 et 7 sont, à plus grande échelle, des vues en elevation latérale partielles de formes de réalisation d'une lame suivant l'invention.
Les déformées montrées aux figures 1 ä 3 et déterminées
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expérimentalement, démontrent que la raideur de la lame d'armure diffère suivant le point d'application des forces de sciage F.
Les figures 4 a 7 sont des vues en élévation laterales de forme de réalisation différentes de lames d'armure.
Dans ces figures, la lame de scie désignée dans son ensemble par la notation de référence 1 comprend une lame proprement dite 2 à laquelle sont fixés des segments ou dents de sciage 3. Ces dents de sciage 3 peuvent avoir l'aspect de plaquettes et peuvent contenir comme matibre abrasive du diamant, du carbure de tungstène ou de silicium. Elles peuvent être fixées au support de la lame par soudage, par brasage ou par des moyens mécaniques.
Les différentes lames 1 selon l'invention représentées aux figures 4 et 5 présentent au voisinage d'un bord longi-: tudinal 4 des fentes allongées 5 ayant un. axe 6 sensiblement parallele au bord longitudinal 4.
Les fentes 5 ont une longueur 1 et une position dans la lame 2 telles qu'elles uniformisent la pression exercée lors du sciage sur plusieurs abrasifs 3 en contact avec le matériau pierreux.
Les dents de sciage sont réparties le long du bord longitudinal 4 de la lame 2 de façon sensiblement homogene.
La lame 2 est soumise ä un mouvement de va-et-vient dans le sens des flèches X et ä une pression d'avancement dans le matériau pierreux dans le sens de la flèche Y.
A la figure 4, les fentes 5 ont une longueur 1 décroissan- te au fur et ä mesure qu'on se rapproche du milieu de la lame d'armure. Ces fentes sont situeea dans la lame 2 au voisinage
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du bord longitudinal 4 et s'étendent depuis le voisinage d'une extrémité 7 en contact avec la lame 2 d'un segment de sciage 3 jusqu'au voisinage de l'extrémité adjacente 8 en contact avec la lame 2, d'un autre segment de sciage 3'. Dans cette forme de réalisation, 18 lame 2 et les fentes 5 ont une forme rectangulaire.
Cette lame 2 est tendue par traction à chacune de ses extrémités avant un sciage.
A la figure 5, les fentes 5 ont une longueur 1 sensiblement égale à 1a distance séparant les extrémités opposées de deux segments de sciage successifs 3 et 3'.
Ces fentes 5 sont situées dans la lame 2 au voisinage du bord longitudinal 4 muni des segments 3, 3', 3"etc.
Lorsque la lame est étirée, le bord longitudinal 4 de la lame 2 est convexe de manière à presenter une flèche.
La figure 6 représente une partie d'une lame 2 d'une scie 1.
Des segments 3, 3* de sciage en un matériau abrasif, sont fixes ä la lame 2 constituée, par exemple, dune tale d'acier de 1à 4mm d'épaisseur. Les segments peuvent être constitués de plaquettes ayant une longueur 1 d'environ 20 mm, une hauteur de 5 ä 6 mm et une épaisseur de 2 a 6 mm, supérieure à celle de la lame.
De part et d'autre de chacun des segments 3, 3'se trouve un segment adjacent situe à une distance d1 sen- siblement égale à la longueur 1 des segments et un autre segment adjacent situe à une distance d2 sensiblement égale au double de la longueur 1 des segments.
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. Les fentes 5 sont situées dans la lame 2 au voisinage du bord longitudinal 4 muni des segments de sciage et s'étendent entre les extrémités 9,10 opposdes de deux segments de sciage adjacents et distants l'un de l'autre d'une distance d1 égale a la longueur des segments.
Les fentes 5 peuvent par exemple, se situer à une distance d3 d'environ 3 a 5 mm du bord longitudinal 4 et avoir une largeur d4 d'environ 1 mm.
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Les fentes 5, de forme sensiblement rectangulaire, sont prolonges a cnacune ce leurs exT.remjneapm . c o coupe 11, ayant une forme arrondie 12 a l'extrémité 13 mn : éloignée de la fente 5.
La largeur de cette ligne de coupe est sensiblement egale à la largeur d4 de la fente 5 au voisinage de celleci, et devient progressivement mais rapidement très petite, par exemple égale ä 0, 1 mm.
Les fentes 5 et les lignes de coupe sont realises dans la lame 2 par découpe au laser.
Le bord 14 de la ligne de coupe 11, adjacent au bord longitudinal 4 au voisinage de la fente 5 et le bord 16 de la fente 5, adjacent au bord longitudinal 4 ont des tangentes 17 communes a leur ligne de contact 15.
Au voisinage de la fente 5, la ligne de coupe 11 est sensiblement parallele ä l'axe 6 de celle-ci et se termine par un arrondi 12 dirigé vers le bord oppose au bord longitudinal 4 muni de segments abrasifs 3.
La position de la fente détermine pour une largeur donnée. la rigidité du rebord faisant office d'étriper dans le disque annulaire.
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Cet étrier doit permettre au segment abrasif de stajuster en fonction des variations de la déformation de la lame au droit du segment et en particulier de reprendre les écartements de cette lame déformée. En fait, les jeux les plus importants doivent être repris aux extrémités de la lame d'armure, où l'écartement peut atteindre environ 0, 8 mm pour une longueur de lame de l'ordre de 3, z 4 m.
La largeur de la fente détermine la longueur maximale de la course permettant l'ajustement de la position des segments abrasifs.
Les fentes 5 permettent d'uniformiser la pression exercée sur les segments abrasifs au cours du sciage. En effet, lorsqu'une pression trop importante est exercée sur un segment abrasif 3 au lieu d'etre repartie de façon homogène sur plusieurs segments, une partie de cette pression est utilisée pour déformer les fentes 5 adjacentes à ce segment 3, ces deformations permettant ainsi de diminuer un excès de pression exercée sur un segment et de répartir de façon plus homogène la pression sur plusieurs segments.
11 est connu que ces fentes ou fissures présentes dans un matériau soumis ä des efforts de traction, de compression et/ou de torsion sont des amorces de rupture, c'est-à-dire des endroits soumis ä une concentration de tensions, et
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donc sensibles à la propagation des fentes ou fissures dans le matériaux qui peut conduire à plus ou moinsgrande ech an- ce à la destruction même du matériau.
La ligne de coupe 11 se trouvant de part et d'autre d'une fente atténue les tensions apparaissant sur les bords de la fente vers l'extrémité 13 et l'arrondi 12 de la ligne de coupe 11.
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Ainsi, si une fissure ou fente doit se propager, elle se forme a l'extrémité 13 de l'arrondi 12 de la ligne de coupe 11 et est dirigée vers un bord de celle-ci.
Ce type de propagation des fissures permet d'éviter une destruction de la lame 2 par une fissuration transversale et/ou par une fissuration dans un plan sensiblement pa-
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rallèle aux axes 6 des fentes
La lame de scie, suivant l'invention, permet de scier un matériau pierreux sans deviation prononcée, d'obtenir une section de coupe satinée, de permettre une Ileure répartition de la pression d'enfoncement de la lame dans le matériau pierreux.
La figure 7 montre que les découpes au laser peuvent être réalisées selon une solution appelée "console".
11 est evident que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que de nombreuses modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet des revendications suivantes.