BE1019003A3 - Chaine de haveuse et haveuse. - Google Patents

Abstract

Chaîne de haveuse à roche, comprenant une succession de maillons (4) répartis en séquences de maillons portant des outils coupants (5) qui sont disposées en éventail de manière à générer dans la roche (10) un front de taille (6) dont une partie (17) au moins est concave.

Description

Chaîne de haveuse et haveuse Domaine de l'invention L'invention se rapporte aux haveuses pour la découpe de roches, spécialement pour l'extraction de roches en carrière.

L'invention concerne plus spécialement une chaîne pour une haveuse à roche.

Etat de la technique

Les chaînes de haveuse sont habituellement formées d'une succession de maillons articulés, dont certains au moins portent des outils coupants. Les outils coupants peuvent être fixés directement aux maillons. Plus généralement, ils sont fixés à des supports porte-outils qui sont eux-mêmes fixés aux maillons. La fixation des outils sur leurs supports respectifs est avantageusement amovible. De manière similaire, la fixation des supports porte-outils aux maillons est de préférence amovible.

Une chaîne de ce type se trouve décrite dans le document FR 2 521 061. Dans cette chaîne connue, les maillons sont répartis en séquences ou séries de six maillons, qui se répètent sur toute la longueur de la chaîne. Les deux premiers maillons de la chaîne portent chacun un seul outil coupant, qui est décalé latéralement par rapport au plan médian de la chaîne. Les quatre maillons suivants de la séquence portent chacun deux outils coupants, qui sont disposés symétriquement par rapport au plan médian de la chaîne. Les outils coupants de chaque séquence sont en outre disposés en éventail, de manière à générer dans la roche un front de taille convexe.

Pendant son utilisation, cette chaîne de haveuse connue subit des efforts latéraux importants, principalement à proximité des deux premiers maillons de chaque séquence, qui sont situés à proximité immédiate du plan médian de la chaîne. Il s'ensuit le désavantage que la chaîne est fortement sollicitée, accélérant son usure et augmentant le risque d'un bris en cours d'utilisation.

Un autre désavantage de cette chaîne de haveuse connue réside dans la difficulté d'évacuer les débris de roches qui s'accumulent sur les outils coupants. Ces débris de roche nuisent à l'efficacité de l'opération de havage, au rendement de la haveuse et à la tenue des out ils coupant s.

Résumé de l'invention L'invention vise à remédier aux désavantages précités des chaînes de haveuse connues.

L'invention vise plus particulièrement à fournir une chaîne de haveuse, conçue pour réduire les efforts latéraux auxquels elle est normalement soumise pendant une utilisation normale.

L'invention vise tout spécialement à fournir une chaîne de haveuse dans laquelle les efforts latéraux subis par les outils coupants situés à proximité immédiate du plan médian de la chaîne sont considérablement réduits.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une chaîne de haveuse dans laquelle l'évacuation des débris de roche est facilitée.

Un objectif supplémentaire de l'invention est de fournir une chaîne de haveuse dont l'efficacité et le rendement sont améliorés par rapport aux chaînes connues.

En conséquence, l'invention concerne une chaîne de haveuse à roche, comprenant une succession de maillons répartis en séquences de maillons portant des outils coupants, la chaîne se caractérisant en ce que, dans chaque séquence, les outils coupants sont disposés en éventail de manière à générer dans la roche un front de taille dont une partie au moins est concave.

Description détaillée de l'invention

De manière connue en soi, la chaîne selon l'invention comprend une boucle de maillons entre deux pignons, qui sont reliés entre eux au moyen d'articulations et qui portent des outils coupants.

Dans une forme de réalisation, chaque maillon porte au moins un outil coupant. En variante un ou plusieurs maillons de la chaîne peuvent être sans outils coupant. Dans la suite, l'expression « maillon actif » désignera tout maillon de la chaîne portant au moins un outil coupant. L'expression « maillon inactif » désignera tout maillon sans outil coupant.

Les maillons actifs peuvent porter un seul outil coupant ou plus d'un outil, par exemple deux outils ou davantage. On préfère, selon l'invention, que chaque maillon actif porte un seul outil coupant.

Les outils coupants ne sont pas critiques pour la définition de l'invention. Ils comprennent généralement des plaquettes en une matière résistant à l'abrasion. Le choix de la matière active des outils coupants va dépendre de divers paramètres, notamment de la nature de la roche et de la puissance de la haveuse. Selon que la roche est tendre ou dure, on peut par exemple utiliser un carbure métallique (par exemple du carbure de tungstène) ou du diamant polycristallin.

Les plaquettes peuvent être des plaquettes cylindriques à base circulaire, ovale ou polygonale ou des plaquettes ovoïdes. Les plaquettes cylindriques à base carrée ou rectangulaire sont préférées.

Les plaquettes peuvent être fixées directement aux maillons actifs. On préfère cependant utiliser des supports porte-outils, sur lesquels on fixe les outils coupants, lesdits supports étant ensuite fixés aux maillons. Les supports sont généralement fixés de manière amovible aux maillons. Les outils coupants peuvent être soudés ou brasés à leur support ; on préfère néanmoins une fixation amovible. Dans le document FR 2 521 061, on trouve des informations complémentaires sur les outils coupants, leur fixation sur leurs supports respectifs et la fixation de ceux-ci aux maillons actifs de la chaîne.

Les maillons de la chaîne sont répartis en séquences ou séries successives de plusieurs maillons, les séquences étant sensiblement identiques et comprenant un même nombre de maillons actifs. Chaque séquence comprend plusieurs maillons actifs successifs (par exemple six maillons). Dans chaque séquence, les outils coupants sont décalés par rapport au plan médian de la chaîne (le plan médian étant, par définition, un plan recouvrant sensiblement l'ensemble des maillons et des pignons de la chaîne). Le nombre des outils coupants dans chaque séquence et leur position sur leur maillon sont habituellement (mais pas obligatoirement) différents d'un maillon à l'autre. Le nombre d'outils coupants d'une séquence et leurs dispositions respectives dans celle-ci se répètent dans les autres séquences. Dans le cas d'une chaîne comprenant des maillons inactifs, ceux-ci peuvent être répartis de manière identique dans chacune des séquences successives de la chaîne. On préfère toutefois, les répartir distinctement dans les séquences, pour que, pendant une utilisation normale de la chaîne sur une haveuse, les séquences présentent des fréquences de vibration distinctes les unes des autres.

Pendant le fonctionnement de la chaîne sur une haveuse en cours d'utilisation, les éléments coupants découpent une saignée dans la roche, dont l'épaisseur est égale au plus grand écartement entre les éléments coupants situés de part et d'autre du plan médian de la chaîne. Cette saignée présente vin front de taille en face des outils coupants, dont le profil est déterminé par la disposition des éléments coupants dans les séquences.

Selon l'invention, dans un plan transversal à l'axe longitudinal de la chaîne, l'ensemble des outils coupants de chaque séquence forme un éventail et cet éventail est agencé de telle sorte que, pendant le fonctionnement normal de la chaîne, une partie au moins du front de taille découpé dans la roche ait un profil concave. Par définition, l'axe longitudinal de la chaîne est un axe qui joint les centres des deux pignons précités.

En général, conformément à l'invention, la partie du front de taille ayant un profil concave est supérieure à 25 % de la longueur du front de taille. Elle est avantageusement au moins égale à 40 % (de préférence à 50 %) de cette longueur totale, les valeurs de 75 à 80 % convenant généralement bien.

Toutes autres choses étant égales par ailleurs, on a trouvé qu'en conférant un profil concave au front de taille, on pouvait réduire considérablement les efforts latéraux sur la chaîne, principalement pour les outils coupants qui sont situés à proximité immédiate du plan médian de la chaîne.

Dans la chaîne selon l'invention, la forme de l'éventail précité va conditionner les paramètres géométriques du profil concave du front de taille. En règle générale, on règle ces paramètres pour que la composante latérale des efforts subis par les outils coupants au contact de la roche soit minime par rapport à leur composante, parallèle au plan médian de la chaîne. Les paramètres optimum vont dépendre de divers paramètres, notamment de la forme des outils coupants, ainsi que de leur position et de leur orientation sur les maillons ; ils doivent être déterminés dans chaque cas particulier par l'homme du métier.

Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, la totalité du front de taille a un profil concave.

Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, seule une partie du front de taille a un profil concave.

Dans une variante de cette seconde forme de réalisation de l'invention, la partie concave du front de taille se situe sensiblement au centre du front de taille.

Dans une autre variante de la seconde forme de réalisation susdite, le front de taille présente une partie centrale concave, entre deux parties marginales qui sont convexes. Dans cette forme de réalisation particulière de l'invention, la longueur totale des deux parties marginales convexes est inférieure à la longueur de la partie centrale concave du front de taille. La longueur totale des deux parties marginales convexes est de préférence inférieure à 75 % (de préférence à 60 %) de la longueur de la partie centrale concave du front de taille. On recommande qu'elle n'excède pas 50 % (avantageusement 25 %) de la longueur de la partie centrale concave du front de taille. Elle est par exemple de 5 à 20 % de la longueur de la partie centrale concave.

Dans une forme de réalisation préférée de la chaîne selon l'invention, chaque maillon actif ne porte qu'un seul outil coupant. Dans une variante particulière de cette forme de réalisation, le nombre de maillons actifs (et, par voie de conséquence, le nombre d'outils coupants) par séquence est supérieur à 10 (de préférence au moins égal à 12).

Dans une forme de réalisation spécialement avantageuse de l'invention, les outils coupants sont disposés et orientés sur les maillons actifs de manière à laisser une nervure axiale de faible épaisseur dans la saignée formée dans la roche. Cette nervure est destinée à se briser par fragilité au fur et à mesure de la progression de la haveuse.

Dans une autre forme de réalisation avantageuse, chaque séquence de la chaîne selon l'invention comprend au moins un maillon inactif, entre deux maillons actifs. Toutes autres choses étant égales par ailleurs (notamment pour une même longueur de chaîne et un même nombre total de maillons), une chaîne conforme à cette forme de réalisation présente un rendement de coupe supérieur, moyennant toutefois une sollicitation plus importante des outils coupants.

Dans une forme de réalisation supplémentaire, la chaîne selon l'invention comprend des éléments racleurs. Ces éléments racleurs sont disposés sur les maillons de manière à défiler à proximité immédiate de la roche en amont ou en aval des éléments coupants. Ils ont pour fonction de recueillir les débris rocheux et de les remonter hors de la saignée taillée dans la roche. En corollaire, ils réalisent la fonction supplémentaire de réduire l'accumulation de débris rocheux sur les outils coupants. Les éléments racleurs peuvent être disposés sur les maillons actifs, en amont ou en aval du ou des outils coupants portés par ce maillon (les vocables « amont » et « aval » étant définis par rapport au sens de progression de la chaîne en regard de la roche). En variante, les éléments racleurs peuvent être disposés sur des maillons inactifs alternant avec les maillons actifs.

Dans cette forme de réalisation de l'invention, les éléments racleurs peuvent être des plaques métalliques rigides. En variante, on préfère les réaliser en une matière souple, par exemple des brosses.

Dans une forme de réalisation additionnelle de la chaîne selon l'invention, des maillons de la chaîne portent au moins un patin de retenue. Le patin de retenue est en retrait par rapport aux éléments coupants et il a pour fonction de se substituer à un outil coupant qui viendrait à se briser accidentellement, en prenant alors appui sur la paroi de la roche. Le patin de retenue évite que la chaîne subisse brutalement une déformation latérale sous l'effet des efforts latéraux générés par les autres outils coupants. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le patin de retenue peut être situé sur un maillon actif, directement en amont ou en aval de l'outil coupant de ce maillon. En variante, le patin de retenue est disposé sur un maillon inactif qui précède ou suit immédiatement un maillon actif.

Le patin de retenue est en une matière résistant à l'abrasion, par exemple un carbure métallique (le carbure de tungstène étant spécialement recommandé).

Comparée aux chaînes des haveuses antérieures à l'invention, la chaîne selon l'invention est moins sollicitée mécaniquement et elle permet dès lors l'utilisation de haveuses de plus grande puissance et des productivités plus importantes.

L'invention concerne dès lors également des haveuses qui se caractérisent par une chaîne conforme à 1'invention.

Les haveuses selon l'invention conviennent pour l'extraction de tous types de pierres en carrière. Elles trouvent de nombreuses applications, notamment pour l'extraction de pierres calcaires telles que le marbre et le travertin par exemple.

Brève description des figures

Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des figures annexées, qui représentent quelques formes de réalisation particulières de l'invention.

La figure 1 est une vue schématique latérale d'une haveuse conforme à l'invention, en cours d'utilisation sur un banc de roche ;

La figure 2 montre une séquence de maillons et d'outils coupants d'une chaîne antérieure à l'invention, dans un plan transversal à l'axe longitudinal de la chaîne ;

La figure 3 montre en perspective, un détail de la chaîne de la figure 2 ;

La figure 4 est une vue analogue à la figure 2, d'une forme de réalisation de la chaîne selon l'invention ;

La figure 5 montre la disposition des outils coupants sur les maillons successifs d'une séquence de la chaîne de la figure 4 ;

La figure 6 montre en perspective, un détail de la chaîne des figures 4 et 5 ;

La figure 7 montre en perspective, un autre détail de la chaîne des figures 4 et 5 ;

La figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 4, d'une autre forme de réalisation de la chaîne selon l'invention ;

La figure 9 est une vue analogue à la figure 5, de la chaîne de la figure 8 ;

La figure 10 est une vue analogue à celle des figures 4 et 8, d'une forme de réalisation supplémentaire de la chaîne selon l'invention ;

La figure 11 montre en perspective une forme de réalisation particulière d'un support porte-outil de la chaîne selon l'invention.

Les figures ne sont pas dessinées à l'échelle.

Généralement, les mêmes numéros de référence désignent les mêmes éléments.

Description détaillée de modes de réalisation particuliers

La haveuse représentée à la figure 1 comprend un châssis 7 déplaçable dans le sens de la flèche X sur une paire de rails 9 posés sur un banc de roche 10.

La haveuse 7 comprend un bras orientable 8 portant une chaîne 1 montée en boucle sur deux pignons 2 et 3. Le pignon 3 est couplé à un moteur, non représenté, pour être entraînée dans le sens de la flèche Y.

La chaîne 1 est formée de maillons 4 reliés entre eux par des articulations et portant des outils coupants (non visibles à la figure 1). Pendant le fonctionnement de la haveuse, on déplace le châssis 9 sur les rails 9 dans le sens de la flèche X et la chaîne 1 découpe progressivement une saignée 11 dans le banc de roche 10.

A la figure 2, on a représenté une séquence de maillons d'une chaîne antérieure à l'invention. Dans celle-ci, les outils coupant 5 sont des plaquettes de section transversale circulaire. La séquence comprend six maillons. En considérant le sens de progression Y de la chaîne, les deux premiers maillons portent chacun un seul outil coupant (respectivement l'outil coupant 5A sur le premier maillon et l'outil coupant 5B sur le deuxième maillon). Les quatre maillons suivants portent chacun une paire d'outils coupants (respectivement les paires d'outils 5C, 5D, 5E et 5F). Les deux outils 5A et 5B sont décalés par rapport au plan médian de la chaîne, respectivement à gauche et à droite de celui-ci. Dans chacune des paires d'outils 5A, 5B, 5C, 5D, 5e et 5F, les deux outils de la paire sont disposés symétriquement par rapport au plan médian de la chaîne. L'écartement entre les deux outils coupants d'une paire va en croissant depuis la paire 5A jusqu'à la paire 5F.

La figure 3 montre les deux outils coupants 5C de la séquence. Ceux-ci sont montés sur un support 15 destiné à être fixé sur le troisième maillon de la séquence. On peut se reporter au document FR 2 521 061 pour obtenir des informations quant au support 15, à sa fixation sur le maillon et à la fixation des outils coupants 5C sur celui-ci.

Dans la chaîne des figures 2 et 3, les outils coupants 5 de la séquence sont disposés en éventail convexe, comme schématisé à la figure 11 du document FR 2 521 061 : dans une telle disposition, la saignée 11 (figure 1) qui est découpée dans la roche 10 présente un front de taille 6 (figure 2) qui est convexe. Avec une telle configuration, les efforts 12 agissant sur les outils coupants 5 présentent une composante latérale importante 13 qui se reporte sur les maillons de la chaîne, provoquant une usure accélérée de celle-ci et le risque qu'elle se brise ou se déboîte du pignon 3.

La chaîne représentée aux figures 4 à 7 est conforme à l'invention. Chaque séquence comprend (figure 5) onze maillons qui portent chacun un seul outil coupant, respectivement 5A, 5B, 5C, ..., 5K. Les outils coupants sont décalés latéralement par rapport au plan médian de la chaîne, alternativement à gauche et à droite dudit plan médian. Les outils coupants 5 de la séquence sont disposés en éventail concave : dans une telle disposition, la saignée 11 (figure 1) qui est découpée dans la roche 10 présente un front de taille 6 (figure 4) qui est concave. Avec une telle configuration, les efforts 12 agissant sur les outils coupants 5 sont sensiblement parallèles au plan médian de la chaîne, de sorte que celle-ci n'est pas soumise à des efforts latéraux.

La figure 6 montre l'outil coupant 5B sur son support porte-outil 15B et la figure 7 montre l'outil coupant 5C sur son support porte-outil 15C. Les deux supports porte-outil 15B et 15C sont identiques et comprennent une paire d'encoches 19 et 19' disposées symétriquement de part et d'autre du plan médian de la chaîne. Les encoches 19 et 19' sont destinées à recevoir un outil coupant 5. Dans le support 15B (figure 6), seul l'encoche 19 contient un outil coupant 5B, tandis que dans le support 15C (figure 7), seul l'encoche 19' contient un outil coupant 5C. Ce support porte-outil 15 a l'avantage d'être universel en ce sens qu'il convient pour tous les outils de la chaîne. Au besoin, il peut servir de support à une paire d'outils coupants.

Dans la forme de réalisation des figures 8 et 9, la séquence comprend huit maillons qui portent chacun un seul outil coupant, respectivement 5A, 5B, 5C, ..., 5H (figure 9). Les deux premiers outils coupants 5A et 5B de la séquence sont disposés de manière à former une nervure axiale 14 de faible épaisseur dans la saignée formée dans la roche (figure 8). Cette nervure 14 est destinée à se briser par fragilité au fur et à mesure de la progression de la haveuse, en formant des fragments de grandes dimensions, dont l'évacuation est facilitée. Dans la forme de réalisation des figures 8 et 9, les outils coupants sont avantageusement montés sur les supports symétriques 15 et 15' des figures 6 et 7.

Dans la forme de réalisation de la figure 10, les outils coupants 5 sont disposés de telle sorte que le profil du front de taille 6 présente une partie centrale concave 17 entre deux parties marginales convexes 18.

Dans la forme de réalisation de la figure 11, le support porte-outil 15 porte une paire d'outils coupants 5C. Un racleur 16 est disposé en amont des outils coupants 5C le vocable « amont » étant défini par rapport au sens de progression Y de la chaîne pendant le fonctionnement de la haveuse). Le racleur 16 a pour fonction de former obstacle à une accumulation de débris rocheux sur les outils coupants 5C.

Claims (17)

1. Chaîne de haveuse à roche, comprenant une succession de maillons (4) répartis en séquences de maillons portant des outils coupants, caractérisée en ce que, dans chaque séquence, les outils coupants (5) sont disposés en éventail de manière à générer dans la roche (10) un front de taille (6) dont une partie (17) au moins est concave.

2. Chaîne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie concave (17) du front de taille (6) est sensiblement située au centre du front de taille.

3. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le front de taille (6) présente une partie centrale concave (17), entre deux parties marginales (18) qui sont convexes.

4. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque séquence de maillons (4) comprend au moins un maillon qui est démuni d'outil coupant, entre deux maillons portant chacun au moins un outil coupant (5).

5. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les maillons (4) qui portent les outils coupants (5), portent chacun un seul outil coupant.

6. Chaîne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le nombre de maillons (4) par séquence, qui portent au moins un outil coupant est supérieur à 10.

7. Chaîne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le nombre de maillons (4) par séquence, qui portent au moins un outil coupant est au moins égal à 12.

8. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que chaque outil coupant (5) est monté sur uh support porte-outil (15, 15B, 15C) comprenant une paire d'encoches (19, 19') qui sont disposées symétriquement par rapport au plan médian de la chaîne (1), l'outil coupant (5B, 5C) étant logé dans une desdites encoches (19, 19').

9. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des outils racleurs (16).

10. Chaîne selon la revendication 9, caractérisée en ce que les outils racleurs (16) comprennent des brosses.

11. Chaîne selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que les racleurs (16) sont disposés sur des maillons (4) portant un outil coupant (5), en amont de celui-ci.

12. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les maillons (4) portent des patins de retenue, en retrait par apport aux outils coupants (5).

13. Chaîne selon la revendication 12, caractérisée en ce que, dans le cas où les séquences comprennent au moins un maillon (4) sans outil coupant, ce maillon comprend au moins un patin de retenue.

14. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les outils coupants (5) sont situés en dehors du plan axial de la chaîne.

15. Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les outils coupants (5) sont des plaquettes sensiblement carrées ou rectangulaires.

16. Haveuse pour la découpe de roches, comprenant une chaîne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15.

17. Haveuse selon la revendication 16, pour la découpe de roches calcaires, telles que du travertin.