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SUPER-CUT INC., résidant à CHICAGO (E.U.A.). @ SCIE A CABLE POUR COUPER LES PIERRES TELLES QUE LE MARBRE OU LE GRANIT.
La présente invention se rapporte de façon générale aux scies uti- lisables pour couper ou tailler les pierres ou les roches comme la pierre à chaux, la pierre calcaire, le marbre ou le granitoElle concerne plus parti- culièrement le type de scie du type parfois appelé "scie à câble" compre- nant essentiellement les organes constitutifs suivants (1) un câble métallique flexible sans fin entraîné autour de deux poulies.espacées pourvues de jantes ou périphéries rainurées circonfé- rentiellement9 µ (2) plusieurs organes de coupe perforés dans leur partie centrale et montés sans serrage sur le câble selon un certain espacement;
(3) plusieurs ressorts montés sur le câble entre les organes de coupe et servant à les maintenir écartés tout en leur permettant de coulis- ser dans une mesure limitée dans le sens longitudinal du câble pendant l'o- pération de sciage d'une pierre.
Dans les scies présentant la construction sus-rappelée, une des poulies est entraînée pour actionner le câble portant les organes de coupe et les ressorts, et la pierre en cours de sciage ainsi que le harmais de pou- lies et le câble sont déplacés l'un par rapport à l'autre dans des conditions telles que la pierre est traversée par le câble, de sorte que les organes de coupe montés sur un de ses brins entaillent la pierreoAu cours du fonctionne- ment d'une scie de ce genre, un liquide refroidisseur sous pression est géné- ralement dirigé contre un des brins du câble., afin de prévenir son échauffe- ment ainsi que celui des organes de coupes des ressorts et de la région de la pierre où est pratiquée la coupe.
On a déjà pensé dans cette technique (cf. en particulier le bre- vet américain ? 2.473.104 en date du 14 juin 1949)à constituer chacun des organes de eoupe d'une scie. à câble pour tronçonner les pierres à l'aide- de carbure de
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tungstène ("carboram" ou d'une matière abrasive similaireoLa pratique a ce- pendant pe@ de constater que si les organes de coupe sont établis comme il vient d'être dit,l'ensemble de la scie n'a qu'une durée comparativement cour- te pour diverses raisons.
En premier lieu, comme les parties ou surfaces pé- riphériques internes des organes de coupe viennent directement en contact avec les parties adjacentes du câbleil y a tendance marquée de la part de ces organes à s'user ou à sectionner le câble, surtout quand ils glissent dans une mesure limitée par rapport au câble ou frottent contre le pourtour des poulieso En second lieu quand les organes de coupe sont amenés successi- vement en prise avec la pierre en cours de sciage, ils sont soumis à de tels chocs ou impacts qu'ils se rompent nonobstant l'amortissement assuré par les ressorts montés sur le câble.
Enfin, en troisième lieu, les parties menantes des organes de coupe sont soumises à une usure rapide parce qu'elles sont exposées à Inaction d'abrasion de la crasse ou boue formée par les débris de pierre sciée et par le liquide refroidisseuro
Le but principal de l'invention est de permettre la réalisation d'une scie à câble pour le sectionnement, le tronçonnage ou la taille des pier- res ou roches quig grâce à une construction et à une disposition particulières de ses organes de coupe représente un perfectionnement très net sur les scies antérieures de ce genre,
et possède en outre une durabilité plus grande et un meilleur rendemento
Cette scie perfectionnée présente tout d'abord cette caractéris- tique que chaque organe de coupe comprend un corps métallique tubulaire à sec- tion droite circulaire et une partie annulaire coupante qui entoure ce corps et est fixée à lui, cette partie annulaire étant constituée par une matrice métallique rigide garnie de parcelles de diamant écrasées ou fragmentées qui sont réparties à peu près uniformément sur toute son étendue.
Du fait que les organes de coupe englobent les parties métalliques tubulaires qui entourent le câble et servent à maintenir les parties annulaires coupantes écartées du câ- ble, les organes de coupe ne s'usent pas autant au cours du travail de la scie et ne sectionnent pas le câble, de sorte que d'une façon générale la durée utile de la scie est notablement allongéeo
Une autre caractéristique de cette scie perfectionnée réside dans ce fait que les parties métalliques tubulaires formant les corps ou montures des organes de coupe sont munies à leurs extrémités avant de brides annulai- res s'étendant vers l'extérieur et faisant corps avec elles, ces brides che- vauchant les surfaces terminales avant des parties annulaires coupantes et ayant un diamètre externe inférieur au leur,
leur rôle étant double en ce sens qu'elles servent tout d'abord à absorber les chocs ou impacts dus au contact des organes de coupe avec la pierre en cours de sciage et tendant à fracturer les parties annulaires coupantes et également à constituer des organes inter- cepteurs protégeant les parties terminales avant desdites parties annulaires coupantes pour les empêcher d'être usées prématurément par la crasse ou les débris de coupeo
Une autre caractéristique de cette scie perfectionnée c'est que les brides annulaires externes faisant corps avec les extrémités avant des corps des organes de coupe ont une forme telle que leur diamètre extérieur augmente progressivement de l'avant vers l'arrière pour que, quand les orga- nes de coupe sont en prise avec la pierre en cours de sciage,
lesdits organes glissent aisément et sans à-coups par rapport à la pierre en assurant ainsi un fonctionnement doux de l'ensemble de la scie.
Une autre caractéristique encore de cette scie à câble pour cou- per les pierres réside dans sa construction générale perfectionnée qui lui permet de bien faire le travail qui lui est assigné, lui donne une grande du- rée et un bon rendement et se prête à une fabrication à prix de revient compa- rativement baso
D'autres caractéristiques et avantages de cette scie perfection- née découlent de la suite de ce texte et du dessin schématique annexé dans le- quel :
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La figo 1 est une vue de coté montrant un mode de réalisation de cette scie représentée en position de travail et assortie de deux poulies.
La figo 2 est une vue en partie en élévation latérale et en par- tie en coupe d'une partie du brin supérieur du câble de sciage.
La figo 3 est une vue en coupe verticale transversale par la li- gne 3 = 3 en figo 2.
La figo 4 est une vue en coupe longitudinale d'un des organes de coupe de cette scie telle qu'elle est représentée dans les figso 1,2 et 3.
La figo 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante d'or-, gane de coupe.
La figo 6 est une vue en coupe longitudinale d'une autre variante d'organe de coupée
La scie qui est représentée dans les fige. 1 à 4 constitue le mo- de de réalisation préféré de l'objet de l'inventiono Cette scie a été spéciale- ment conçue pour couper un bloc de pierre 7, par exemple pour débiter ce qu'on appelle communément de la "pierre de taille"..et est montée sur deux poulies 8 qui la supportento L'organe essentiel de cette scie est un câble métallique flexible sans fin portant un certain nombre d'organes de coupe 10 et un nom- bre correspondant de ressorts 11.
Le bloc de pierre à scier 1 est supporté au-dessous de la scie et celle-ci est déplacée progressivement vers le baso Au besoin, le bloc de pier- re 7 peut d'ailleurs être supporté par une série de rouleaux horizontaux 12 placés côte à côte et dont les extrémités 13 forment des tourillons supportés pour pouvoir y tourner dans des paliers 14 montés sur deux cornières horizon- tales espacées 15.
Ces rouleaux 12 permettent au bloc de pierre 7 d'être dé- placé et amené au-dessous de la scie, avant d'être scié;ils permettent égale- ment aux tronçons du bloc de piexre, après sciage, d'être écartés de la scieo Les deux poulies 8 qui supportent la scie sont espacées horizontalement et creu- sées de rainures circonférentielles dans leurs jantes ou périphéries ; elle mesurent les mêmes dimensions et sont portées pour pouvoir tourner par des bouts d'arbres horizontaux 17.
Ces derniers traversent les parties centra- les des poulies ; leursextrémités tourillonnent dans des paliers 18 portés par les extrémités inférieures des branches latérales de deux pendarts 19 en forme d'U inverséso
Comme le montre la figo 1, ces pendarts 19 sont reliés aux parties terminales d'une poutre 20 s'étendant horizontalement au-dessous de laquelle ils sont suspenduso Les extrémités de cette poutre 20 sont mpntées de manière à pouvoir glisser verticalement par rapport à deux montants latéralement espa- cés 21, de façon que l'équipage formé des deux poulies 8 et de la scie puisse être remonté ou au contraire, abaissé suivant les besoins du travailo
Un mécanisme de propulsion convenable (non représenté) est prévu pour entraîner en rotation une des poulies 8,
afin d'actionner la scie et de permettre le sciage du bloc de pierre 7. D'après ce que prévoit l'invention, les poulies 1 ainsi que la scie sont abaissées lentement au cours de l'opéra- tion de sciage pour être relevées à la fin de celle-cio
Le câble sans fin 2 de la scie est formé de plusieurs fils d'acier torsadés 22 entourant une âme 23 en acier ou autre matière convenable ; il pas- se autour des deux poulies 8. Le câble forme ainsi deux brins se déplaçant ho- rizontalementun brin supérieur et un brin inférieur. Pendant l'opération de sciage du bloc de pierre 7, le brin inférieur du câble traverse ce bloc 1 (comme le montre la figo 1) tandis que les parties 2 du câble qui entourent les poulies épousent leurs rainures circonférentielles 16.
La poulie qui est actionnée par le mécanisme de propulsion prévu comme indiqué ci-avant fait en principe avancer le câble dans le sens anti- horaire (en regardant la figo 1).
Les organes de coupe 10 portéspar le câble de la scie sont con- stitués (comme le montre la figo 4) par des parties tubulaires 24 formant leurs
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corps et par de.3 parties annulaires coupantes 25; ils sont montés sur le
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câble 2 à >- :: Tle distance 19un de l'autreo Les parties 24 sont établies, de préférence, en un acier possédant sensiblement la même dureté que l'acier dont sont faits les fils 22 constituant les torons du câble.
Ces fils sont circulaires en section droite et comportent des pourtours internes cylindri- ques lisses et non obstrués 26 qui épousent le câble 2., ce qui permet aux or- ganes de coupe 10 de glisser ou se mouvoir longitudinalement au câble.Les extrémités antérieures des parties tubulaires 24 c'est-à-dire les extrémités qui font face à la direction de progression du câble sont munies de brides an- nulaires 27 faisant corps avec elles et s'étendant vers l'extérieur. Les sur- faces ou périphéries externes de ces brides sont fuselées uniformément vers l'avants de sorte que les brides augmentent progressivement de diamètre exter- ne de l'avant à 1'arriérée Les surfaces terminales avant des brides 27 affleu- rent les surfaces terminales avant des parties tubulaires 24 des organes de coupe 10;
les surfaces terminales arrière des brides sont planes et forment avec les périphéries externes des extrémités arrière des parties tubulaires
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des sièges annulaires 28. Les parties annulaires coupantes des organes de coupe 10 épousent les sièges annulaires 28 et sont constituées par des matri- ces métalliques rigides garnies de parcelles ou débris de diamants répartis uniformément ou à peu près dans toute l'étendue de ces matrices dont le façon- nage est effectué sous pression et avec application de chaleur.
Les matrices des parties coupantes des organes de coupe 10 sont formées, de préférence, d'une poudre métallique frittéeo La pratique permet de constater que des résultats satisfaisants peuvent être obtenus à condition que les matrices portant les débris ou parcelles de diamant soient obtenues en mélangeant, puis agglomérant par frittage des poudres de fer, de cuivre,
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d9étain et de nickel.
Les pourcentages en poids sont les suivants?-
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Fer 00000000000000000000080000000 26 Cuivre 00000000000000000000000000 26 Etain o00oooooaooooo0000000000000 24 Nickel 00000000000000000000000000 24 %
La grosseur particulaire des débris ou parcelles de diamant ain- si réparties uniformément dans toute l'étendue des matrices métalliques des parties coupantes des organes de coupe est déterminée par le type de pierre qui doit être coupé par la scieo S'il s'agir d'une pierre relativement ten- dre comme le grès, on peut utiliser des parcelles de diamant ayant une gros- seur particulaire telle quelles puissent traverser un tamis ayant un mail-
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lage compris entre 8 et 10o Si, par contre, la pierre à scier est du marbre,
on peut utiliser des parcelles de diamant ayant une grosseur particulaire leur permettant de traverser un tamis à maillage compris entre 20 et 80. En- fin si la pierre à scier est comparativement dure, comme c'est le cas du gra- nit par exemple, on peut utiliser des parcelles de diamant ayant une grosseur
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particulaire correspondant à un tamis à maillage 40 à ,20o Les pourtours in- ternes des parties annulaires coupantes 25 entourent directement les périphé- ries externes des parties terminales arrière des pièces tubulaires 24 et sont liées à elles par des couches de soudureo Les surfaces terminales ayant des parties coupantes 25 butent contre les surfaces terminales arrière des bri- des annulaires externes 27 et sont réunies invariablement à elles par des couches de soudure 30.
La soudure qui est employée pour former les couches
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z et ,0 est, de préférence, une soudure à base d'argent du type connu aux Etats Unis d'Amérique sous le nom de "Easy-Flow ? po Les surfaces terminales arrière des parties coupantes 25 sont arasées à la hauteur des surfaces ter- minales arrière des parties tubulaires 24, comme le montrent les figso 2 et
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40 Le diamètre externe des parties coupantes 2 est légèrement supérieur au diamètre des parties arrière les plus grosses des brides annulaires externes 27, de façon que les parties périphériques externes des parties coupantes fassent saillie vers l'extérieur des extrémités arrière les plus grosses des brides et exposent ainsi les diamants brisés ou fragmentés en vue d'assurer une bonne coupe de la pierre.
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En raison du fait que les périphéries internes des parties tubu- laires 24 fo@ment les corps sont cylindriques et épousent sans serrage le pourtour du câble 9, les organes de coupe peuvent tourner librement par rap- port au câble et coulisser longitudinalement à luio Les parties tubulaires métalliques 24 servent à maintenir les parties annulaires coupantes 25 à l'é- cart du câble 2 dans des conditions telles que celui-ci ne vienne pas en con- tact avec des parcelles ou débris de diamant qui tendraient à le sectionner ou à l'user en réduisant ainsi d'autant la durée de l'ensemble de la scie.
Les brides annulaires externes 27 faisant corps avec les extrémités avant des parties tubulaires 24 ont un double rôle; elles servent en premier lieu à absorber les chocs ou impacts résultant du contact des organes de coupe avec la pierre en cours de sciage et qui tendent à fracturer les parties an- nulaires coupantes et, en second lieu, à former des organes intercepteurs qui protègent les parties terminales avant des parties annulaires coupantes, de façon à les soustraire à l'usure sous l'action des crasses ou débris.
Un liquide refroidisseur est dirigé contre le brin inférieur du câble 9 ., afin d'en empêcher 1 réchauffement de même que celui des organes de coupe 10, des ressorts 11 et des parties de la pierre 7 en cours de sciage.
Les particules de la pierre résultant du sciage se mélangent avec le liquide refroidisseur et forment une boue qui, faute de prévoir les brides annulai- res externes 27, causerait une usure rapide des parties annulaires coupantes 25. Mais comme les brides sont fuselées vers l'avant, les organes de coupe 10 coulissent ou se déplacent rapidement et sans heurts en travers de la partie de la pierre en cours de sciageo L'ensemble de la scie a donc un fonctionne- ment doux et sans à-coups et n'exige qu'un minimum de puissance pour son ac- tionnemento
Les ressorts Il de la scie sont, de préférence, des ressorts à boudin en fil d'acier;
ils entourent le câble 2. et sont disposés entre les organes de coupe 10.Le rôle de ces ressorts 11 est de maintenir les organes de coupe espacés tout en leur permettant de coulisser dans une mesure limitée longitudinalement au câble pendant l'opération de sciage de la pierreo
Quand on veut couper le bloc de pierre 7 à l'aide de la scie, on commence par placer ce bloc sur les rouleaux 12, puis on l'amène en bloc sous la scie. Après que ce bloc de pierre occupe la position correcte, on actionne la scie en entraînant une des poulies 8, puis on fait descendre lentement l'équipage formé des deux poulies et du câble qui passe sur elles, afin que son brin inférieur traverse le bloc 7.
Pendant l'actionnement de la scie, les parties annulaires coupantes 25 des organes de coupe 10 coulis- sent successivement en travers du bloc de pierre 2 et en assurent le sciage ou tronçonnage.Pendant le déplacement successif des organes de coupe à tra- vers le bloc 7, les brides annulaires externes 27 qui font corps avec les ex- trémités avant des parties tubulaires 24 des organes de coupe 10 absorbent les chocs qui autrement tendraient à fracturer les parties annulaires coupan- tes 25 et constituent en même temps des organes intercepteurs qui protègent les parties terminales avant des parties coupantes pour les soustraire à une usure rapide sous l'action des boues et crasseso Comme indiqué ci-avant,
les parties tubulaires 24 forment les corps des organes de coupe maintiennent les parties annulaires coupantes 25 à quelque distance du câble et les empêchent ainsi d'entailler et d'user le câble, surtout quand les organes de coupe par- courent le brin inférieur du câble ou passent autour des poulies 8.
L'organe de coupe qui est représenté dans la figo 5 constitue une variante de celui qui a été décrit ci-avant, il comprend une partie tubulai- re 24a formant son corps et une partie annulaire coupante 25a. La première est établie en acier ou en tout autre métal ou alliage convenable et comporte une périphérie interne cylindrique 26a de réception du câbleo L'extrémité avant c'est-à-dire menante de la partie tubulaire 24a est munie d'une bride annulai- re externe 27a faisantcorps avec luio Cette bride fonctionne de la même maniè- re et joue le même rôle que les brides externes 27 des organes de coupe 10 de la scie que montrent les figSo 1 à 4 ;
en diffère cependant en ce sens qu'au lieu d'être fuselée à sa partie avant, elle comporte une périphérie ex-
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terne cylindrique sauf à sa partie avant qui est en forme de quart de cercle.
Cette partie externe avant en quart de cercle de la bride fonctionne de la même manière que les parties périphériques externes fuselées des brides 27
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des organes de coupe 100 La surface terminale arrière de la bride est plane et délimite avec la partie terminale arrière ou traînante de la partie tubulai- re 24a un siège annulaire 28a contre lequel s'appuie la partie annulaire cou- pante 25ao Cette dernière est semblable aux parties coupantes 25 des organes de coupe 10 et est constituée par une matrice métallique rigide et par des parcelles ou débris de diamant répartis à peu près uniformément dans toute la matriceo La partie annulaire coupante 25a est fixée en place dans le siège 28a par une soudure à l'argent;
elle mesure un diamètre externe supérieur à celui de la bride 27a. afin que certaines de ses particules de diamant soient expo- sées et puissent bien jouer leur rôle de coupe. L'organe de coupe que montre la figo 5 est prévu pour être utilisé avec des organes de coupe semblables, avec un fil métallique flexible sans fin et avec plusieurs ressorts hélicoï- daux ou spiraux, afin de réaliser une scie à câble capable de couper les pier- res comme celle que montrent les fige. 1 à 4.
L'organe de coupe qui est représenté par la fige 6 constitue une autre variante encore; il comprend une partie tubulaire 24b formant son corps
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et une partie annulaire coupante 25b" Le corps est en acier ou en tout autre métal ou alliage convenable et présente un évidement interne cylindri- que 26b pour la réception du câbleo L'extrémité avant ou menante du corps tu-
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bulaire est pourvue d'une bride annulaire merne 27b faisant corps avec elle.
Cette bride est fuselée vers l'avant comme les.brides 27 des parties tubulai- res 24 des organes de coupe 10 et sert au même but; elle fonctionne de la même
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manière que les brides 27. L'extrémité arrière du corps 2Ab est munie d'une bride annulaire externe 27bb faisant corps avec elleo Cette bride est fuselée vers l'arrière et a les mêmes dimensions et le même contour que la bride 27b.
Les surfaces terminales internes des brides 27b et 27bb délimitent avec la partie centrale du corps tubulaire 24b un siège annulaire 28b servant d'appui
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à la partie annulaire coupante 25b. Celle-ci est semblable aux parties cou- pantes 25 des organes de coupe 10 et est constituée par une matrice métalli- que rigide et garnie de parcelles ou fragments de diamant répartis uniformé- ment ou à peu près dans toute l'étendue de cette matrice.
La partie annulaire coupante est maintenue en place dans le siège 28b par une soudure à l'ar- gent et mesure un diamètre externe plus grand que les extrémités internes
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(les plus grosses) des brides 22b et 2'ibba afin que certaines des particules de diamant soient aposées et puissent participer à la coupée La bride 27bb
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solidaire de l'extrémité arrière du corps tubulaire Ztkb coopère avec la bri- de 27b pour maintenir positivement la partie annulaire coupante 25b à l'intérieur du siège annulaire 28b.
La partie annulaire coupante 25b est, au cours de la fabrica- tion de l'organe de coupe représenté en figo 6, moulée à l'intérieur du siè-
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ge 28b. L'organe de coupe représenté dans la fige 6 est utilisé avec des élé- ments semblablescâble flexible sans fin et ressorts multiples,afin de con- stituer une scie à câble pour tronçonner les pierres et les roches comme cel- le que montrent les fige. 1 à 4.
La bride annulaire externe 27b ainsi que la
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bride 27bb permettent à l'organe de coupe représenté en fige 6 d'être mû ou ac- tionné aussi bien dans le sens horaire que dans le sens anti-horaireo
La scie à câble qui vient d'être décrite remplit bien le rôle pour lequel elle a été conçue;elle possède une durabilité extraordinairement grande et un rendement élevé et se prête à une fabrication peu coûteuse notamment à cause de la construction de ses organes de coupe en deux parties.
Les détails de construction de cette scie à câble peuvent être mo- difiés de diverses manières, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.
REVENDICATIONS.
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10 = Scie pour couper les pierres ou les roches comprenant un cl
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ble flexible sans fin passant sur deux poulies espacées et entraîna dans un certain sens @ plusieurs organes de coupe montés sur ce câble de distance en distance et constitués par des pièces tubulaires entourant le câble et formées d'une matière comparativement non abrasive, ces pièces tubulaires étant pourvues à leurs extrémités avant de brides annulaires externes., et par des parties annulaires coupantes entourant lesdites parties tubulaires et fixées à elles en des endroits situés directement en arrière des brides et constituées par des matrices rigides et des particules de matière abra- sive réparties à peu près uniformément dans ces matrices.,
lesdites parties coupantes ayant un diamètre externe plus grand que les brides, celles-ci étant égides et aptes, pendant le fonctionnement de la scie, à absorber les chocs et en même temps à former des organes intercepteurs protégeant les parties ter- minales avant des parties coupantes pour empêcher leur usure sous l'action de la crasse ou boue résultant du sciageo
2.- Scie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les parties tubulaires sont en métal et comportent des périphéries internes cy- lindriques lisses non obstruées qui entourent le câble sans 1-'enserrer et sont maintenues espacées par des ressorts à boudin placés entre elles et autour du câble.
3.- Scie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les parties annulaires coupantes sont ponctionnées directement aux parties tubu- laires et aux extrémités arrière des brides, les matrices des parties coupan- tes étant en métal fritté,les particules de matière abrasive des parties cou- pantes se présentant sous la forme de diamants broyés ou fragmentéso
4o - Scie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les brides externes des parties tubulaires vont en augmentant progressivement de diamètre externe de levant à 19arrièreo
5.- Scie suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les pourtours extérieurs des brides externes sont fuselés uniformément vers 19 avant
6.- Soie suivant les revendications 1 et 4,
caractérisée en ce que les angles externes avant des brides externes sont sensiblement en forme de quarts de cercleo
7.- Scie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités arrière des parties tubulaires sont munies de brides externes fuselées vers l'arrière qui butent contre et sont ponctionnées aux extrémités postérieures des parties annulaires coupantes, leur diamètre externe maximum étant inférieur au diamètre externe des parties coupanteso
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SUPER-CUT INC., Residing in CHICAGO (E.U.A.). @ CABLE SAW FOR CUTTING STONES SUCH AS MARBLE OR GRANITE.
The present invention relates generally to saws which can be used for cutting or cutting stones or rocks such as limestone, limestone, marble or terrazzo. It relates more particularly to the type of saw of the type sometimes called "wire saw" comprising essentially the following constituent parts (1) an endless flexible metallic cable driven around two spaced pulleys provided with rims or peripheries grooved circumferentially9 µ (2) several cutting elements perforated in their part central and mounted loosely on the cable at a certain spacing;
(3) several springs mounted on the cable between the cutters and serving to keep them apart while allowing them to slide to a limited extent in the longitudinal direction of the cable during the operation of sawing a stone .
In saws having the above-mentioned construction, one of the pulleys is driven to actuate the cable carrying the cutters and the springs, and the stone being sawn as well as the hen set and the cable are moved. one with respect to the other under conditions such that the stone is traversed by the cable, so that the cutters mounted on one of its strands notch the stone. During the operation of a saw of this kind, a coolant under pressure is generally directed against one of the strands of the cable, in order to prevent its heating as well as that of the cutting members of the springs and of the region of the stone where the cut is made.
It has already been thought in this technique (cf. in particular the American patent? 2,473,104 dated June 14, 1949) to constitute each of the cutting members of a saw. cable for cutting stones using carbide
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tungsten ("carboram" or similar abrasive material) Practice has however seen that if the cutting members are established as just said, the whole saw has only one life. comparatively short for various reasons.
In the first place, since the internal peripheral parts or surfaces of the cutting members come into direct contact with the adjacent parts of the cable, there is a marked tendency for these members to wear out or cut the cable, especially when they are slip to a limited extent relative to the cable or rub against the periphery of the pulleys. Secondly, when the cutting members are successively brought into engagement with the stone being sawn, they are subjected to such shocks or impacts that they break notwithstanding the damping provided by the springs mounted on the cable.
Finally, thirdly, the driving parts of the cutting members are subject to rapid wear because they are exposed to the abrasion action of the grime or mud formed by the sawn stone debris and by the coolant liquid.
The main object of the invention is to allow the production of a wire saw for cutting, cutting or cutting stones or rocks quig, thanks to a particular construction and arrangement of its cutting members. very clear improvement on previous saws of this kind,
and also has greater durability and better performance.
This improved saw first of all has the characteristic that each cutting member comprises a tubular metal body with a circular straight section and an annular cutting part which surrounds this body and is fixed to it, this annular part being constituted by a a rigid metal matrix lined with crushed or fragmented pieces of diamond which are distributed roughly evenly over its entire extent.
Because the cutters encompass the tubular metal parts which surround the cable and serve to keep the cutting annular parts away from the cable, the cutters do not wear out as much during saw operation and do not cut. not the cable, so that in general the useful life of the saw is considerably extended.
Another characteristic of this improved saw resides in the fact that the tubular metal parts forming the bodies or mounts of the cutting members are provided at their front ends with annular flanges extending outwardly and being integral with them, these flanges overlapping the front end surfaces of the annular cutting parts and having an external diameter smaller than theirs,
their role being twofold in that they serve first of all to absorb the shocks or impacts due to the contact of the cutting members with the stone during sawing and tending to fracture the cutting annular parts and also to form inter - ceptors protecting the front end parts of said cutting annular parts to prevent them from being worn prematurely by grime or cutting debris
Another feature of this improved saw is that the outer annular flanges integral with the front ends of the cutting member bodies are shaped such that their outer diameter gradually increases from front to back so that when the cutting organs are engaged with the stone being sawn,
said members slide easily and smoothly with respect to the stone, thus ensuring smooth operation of the entire saw.
Yet another feature of this wire saw for cutting stones is its improved general construction which enables it to do the job well assigned to it, gives it long life and performance, and is suitable for use. production at a comparatively low cost price
Other characteristics and advantages of this improved saw follow from the remainder of this text and the appended schematic drawing in which:
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Figo 1 is a side view showing an embodiment of this saw shown in the working position and fitted with two pulleys.
Fig. 2 is a view partly in side elevation and partly in section of part of the upper strand of the saw wire.
Figure 3 is a view in transverse vertical section through line 3 = 3 in Figure 2.
Figo 4 is a longitudinal sectional view of one of the cutting members of this saw as shown in figso 1,2 and 3.
Figo 5 is a longitudinal sectional view of a variant of a cutting organ.
Figo 6 is a longitudinal sectional view of another variant of a cutting member
The saw which is represented in the freezes. 1 to 4 constitutes the preferred embodiment of the object of the invention. This saw has been specially designed to cut a block of stone 7, for example to cut what is commonly called "stone. size ".. and is mounted on two pulleys 8 which support it. The essential part of this saw is an endless flexible wire rope carrying a number of cutting members 10 and a corresponding number of springs 11.
The block of sawing stone 1 is supported below the saw and the latter is gradually moved downwards. If necessary, the block of stone 7 can moreover be supported by a series of horizontal rollers 12 placed side by side. side by side and the ends 13 of which form journals supported so as to be able to rotate therein in bearings 14 mounted on two spaced horizontal angles 15.
These rollers 12 allow the stone block 7 to be moved and brought under the saw, before being sawed; they also allow the sections of the pedestal block, after sawing, to be moved apart. the sawo The two pulleys 8 which support the saw are horizontally spaced and hollowed out with circumferential grooves in their rims or peripheries; they measure the same dimensions and are carried to be able to turn by the ends of horizontal shafts 17.
These pass through the central parts of the pulleys; their ends are journaled in bearings 18 carried by the lower ends of the side branches of two hangers 19 in the shape of an inverted U
As shown in fig 1, these hangers 19 are connected to the end parts of a beam 20 extending horizontally below which they are suspended. The ends of this beam 20 are mounted so that they can slide vertically with respect to two laterally spaced uprights 21, so that the assembly formed by the two pulleys 8 and the saw can be raised or, on the contrary, lowered according to the needs of the work.
A suitable propulsion mechanism (not shown) is provided for rotating one of the pulleys 8,
in order to actuate the saw and to allow the sawing of the stone block 7. According to what the invention provides, the pulleys 1 as well as the saw are lowered slowly during the sawing operation to be raised. at the end of this one
The endless cable 2 of the saw is formed of several twisted steel wires 22 surrounding a core 23 of steel or other suitable material; it passes around the two pulleys 8. The cable thus forms two strands moving horizontally, an upper strand and a lower strand. During the sawing operation of the stone block 7, the lower strand of the cable passes through this block 1 (as shown in fig. 1) while the parts 2 of the cable which surround the pulleys follow their circumferential grooves 16.
The pulley which is actuated by the propulsion mechanism provided as indicated above normally advances the cable in an anti-clockwise direction (looking at figo 1).
The cutting members 10 carried by the cable of the saw are constituted (as shown in FIG. 4) by tubular parts 24 forming their
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body and by de.3 cutting annular parts 25; they got on the
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cable 2 at> - :: Tle distance 19one from the other The parts 24 are made, preferably, of a steel having substantially the same hardness as the steel from which the wires 22 constituting the strands of the cable are made.
These wires are circular in cross section and have smooth, unobstructed cylindrical internal edges 26 which conform to the cable 2, allowing the cutting members 10 to slide or move longitudinally along the cable. tubular parts 24, that is to say the ends which face the direction of advance of the cable, are provided with annular flanges 27 integral with them and extending outwardly. The outer surfaces or peripheries of these flanges are tapered uniformly forward so that the flanges gradually increase in outer diameter from front to back The front end surfaces of the flanges 27 flush with the end surfaces front of the tubular parts 24 of the cutters 10;
the rear end surfaces of the flanges are plane and together with the outer peripheries of the rear ends form tubular parts
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annular seats 28. The annular cutting parts of the cutting members 10 conform to the annular seats 28 and are formed by rigid metal dies filled with particles or debris of diamonds distributed uniformly or nearly over the entire extent of these dies in which the shaping is carried out under pressure and with the application of heat.
The dies of the cutting parts of the cutters 10 are preferably formed from a sintered metal powder. Practice shows that satisfactory results can be obtained provided that the dies bearing the debris or diamond particles are obtained by mixing , then agglomerating by sintering iron and copper powders,
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tin and nickel.
The percentages by weight are as follows? -
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Iron 00000000000000000000080000000 26 Copper 00000000000000000000000000 26 Tin o00oooooaooooo0000000000000 24 Nickel 00000000000000000000000000 24%
The particle size of the debris or diamond particles so evenly distributed throughout the metal dies of the cutting parts of the cutters is determined by the type of stone that is to be cut by the saw. A relatively soft stone such as sandstone, one can use pieces of diamond having a particle size such that they can pass through a sieve having a mesh.
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lage between 8 and 10o If, on the other hand, the stone to be sawn is marble,
diamond patches can be used having a particle size allowing them to pass through a sieve with a mesh of between 20 and 80. Finally, if the stone to be sawn is comparatively hard, as is the case with grain for example, we can use diamond plots with a size
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particle size corresponding to a mesh screen 40 at .20o The inner peripheries of the annular cutting parts 25 directly surround the outer peripheries of the rear end parts of the tubular parts 24 and are bonded to them by layers of solder o The end surfaces having cutting portions 25 abut the rear end surfaces of the outer annular blocks 27 and are invariably joined to them by layers of solder 30.
The solder which is used to form the layers
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z and, 0 is preferably a silver-based solder of the type known in the United States of America as "Easy-Flow ™". The rear end surfaces of the cutting parts 25 are flush with the surfaces. rear terminals of the tubular parts 24, as shown in fig. 2 and
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40 The outer diameter of the cutting parts 2 is slightly larger than the diameter of the larger rear parts of the outer annular flanges 27, so that the outer peripheral parts of the cutting parts protrude outward from the larger rear ends of the flanges and thus expose the broken or fragmented diamonds in order to ensure a good cut of the stone.
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Due to the fact that the internal peripheries of the tubular parts 24 of the bodies are cylindrical and fit loosely around the periphery of the cable 9, the cutters can rotate freely with respect to the cable and slide longitudinally along it. metal tubular parts 24 serve to keep the annular cutting parts 25 away from the cable 2 under conditions such that the latter does not come into contact with diamond particles or debris which would tend to sever or cut it. wear it out, thus reducing the life of the entire saw.
The external annular flanges 27 integral with the front ends of the tubular parts 24 have a dual role; they serve in the first place to absorb the shocks or impacts resulting from the contact of the cutting elements with the stone during sawing and which tend to fracture the annular cutting parts and, secondly, to form interceptor elements which protect the stones. front end parts of the cutting annular parts, so as to protect them from wear under the action of dirt or debris.
A cooling liquid is directed against the lower strand of the cable 9., In order to prevent it from heating up as well as that of the cutters 10, the springs 11 and the parts of the stone 7 during sawing.
The particles of the stone resulting from sawing mix with the coolant and form a slurry which, failing to provide for the external annular flanges 27, would cause rapid wear of the cutting annular parts 25. But as the flanges are tapered towards the end. Before, the cutters 10 slide or move quickly and smoothly across the part of the stone being sawn. The whole saw thus has a smooth and smooth operation and requires only 'a minimum of power for its actuation
The springs II of the saw are preferably coil springs of steel wire;
they surround the cable 2 and are arranged between the cutting members 10. The role of these springs 11 is to keep the cutting members spaced apart while allowing them to slide to a limited extent longitudinally to the cable during the sawing operation of the cable. the pierreo
When we want to cut the stone block 7 using the saw, we start by placing this block on the rollers 12, then we bring it as a block under the saw. After this block of stone occupies the correct position, the saw is actuated by driving one of the pulleys 8, then the crew formed of the two pulleys and the cable which passes over them is slowly lowered so that its lower end crosses the block. 7.
During the operation of the saw, the annular cutting parts 25 of the cutting elements 10 slide successively through the stone block 2 and ensure the sawing or cutting thereof. During the successive movement of the cutting elements through the block 7, the outer annular flanges 27 which are integral with the front ends of the tubular portions 24 of the cutting members 10 absorb shocks which would otherwise tend to fracture the annular cutting portions 25 and at the same time constitute intercepting members which protect the front end parts from the cutting parts to protect them from rapid wear under the action of sludge and dirt o As indicated above,
the tubular parts 24 form the bodies of the cutters keep the annular cutting parts 25 some distance from the cable and thus prevent them from nicking and wearing out the cable, especially when the cutters run through the lower end of the cable or pass around the pulleys 8.
The cutting member which is shown in FIG. 5 constitutes a variant of that which has been described above, it comprises a tubular part 24a forming its body and an annular cutting part 25a. The first is made of steel or any other suitable metal or alloy and has a cylindrical internal periphery 26a for receiving the cable. The front end, that is to say leading, of the tubular part 24a is provided with an annular flange. This flange works in the same way and plays the same role as the outer flanges 27 of the cutting members 10 of the saw shown in figSo 1 to 4;
differs, however, in that instead of being tapered at its front part, it has an ex-
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dull cylindrical except at its front part which is in the shape of a quarter circle.
This outer quarter-circle front portion of the flange functions the same as the tapered outer peripheral portions of the flanges 27
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cutting members 100 The rear end surface of the flange is planar and defines with the rear or trailing end part of the tubular part 24a an annular seat 28a against which the cutting annular part 25ao rests. The latter is similar to the cutting parts 25 of the cutting members 10 and consists of a rigid metal die and diamond particles or debris distributed more or less uniformly throughout the die o The annular cutting part 25a is fixed in place in the seat 28a by a weld to money;
it measures an external diameter greater than that of the flange 27a. so that some of its diamond particles are exposed and can play their cutting role well. The cutting unit shown in fig. 5 is intended for use with similar cutting units, with endless flexible metal wire and with several helical or spiral springs, in order to make a wire saw capable of cutting wire. stones like the one shown in the freezes. 1 to 4.
The cutting member which is represented by the pin 6 constitutes yet another variant; it comprises a tubular part 24b forming its body
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and an annular cutting portion 25b "The body is made of steel or any other suitable metal or alloy and has a cylindrical internal recess 26b for receiving the cable. The front or driving end of the body is formed.
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bular is provided with an annular flange 27b merne integral with it.
This flange is tapered forward like the flanges 27 of the tubular portions 24 of the cutting members 10 and serves the same purpose; it works the same
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as the flanges 27. The rear end of the body 2Ab is provided with an outer annular flange 27bb integral with ito This flange is tapered backwards and has the same dimensions and the same contour as the flange 27b.
The internal end surfaces of the flanges 27b and 27bb define with the central part of the tubular body 24b an annular seat 28b serving as a support
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to the cutting annular part 25b. This is similar to the cutting portions 25 of the cutting members 10 and is constituted by a rigid metal matrix and lined with diamond patches or fragments distributed uniformly or nearly throughout the extent of this matrix. .
The annular cutting part is held in place in the seat 28b by silver welding and measures an outer diameter larger than the inner ends.
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(larger) flanges 22b and 2'ibba so that some of the diamond particles are placed and can participate in the cut The flange 27bb
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integral with the rear end of the tubular body Ztkb cooperates with the bri- of 27b to positively hold the cutting annular portion 25b inside the annular seat 28b.
The annular cutting part 25b is, during the manufacture of the cutting member shown in FIG. 6, molded inside the seat.
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ge 28b. The cutter shown in Fig. 6 is used with similar elements, endless flexible cable and multiple springs, to provide a wire saw for chopping off stones and rocks as shown in the figs. 1 to 4.
The outer annular flange 27b as well as the
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flange 27bb allow the cutting member shown in fig 6 to be moved or actuated both clockwise and anti-clockwise.
The wire saw which has just been described fulfills the role for which it was designed; it has an extraordinarily long durability and a high efficiency and lends itself to inexpensive manufacture, in particular because of the construction of its cutting members. in two parts.
The construction details of this wire saw can be varied in various ways, without departing from the invention, in the field of mechanical equivalence.
CLAIMS.
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10 = Saw for cutting stones or rocks including a key
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endless hose passing over two spaced pulleys and driven in a certain direction @ several cutting elements mounted on this cable from distance to distance and constituted by tubular parts surrounding the cable and formed of a comparatively non-abrasive material, these tubular parts being provided at their front ends with external annular flanges., and by cutting annular parts surrounding said tubular parts and fixed to them at places situated directly behind the flanges and formed by rigid dies and distributed abrasive particles roughly evenly in these matrices.,
said cutting parts having an external diameter larger than the flanges, the latter being aegis and able, during the operation of the saw, to absorb shocks and at the same time to form intercepting members protecting the end parts before the parts sharp to prevent them from being worn away by the action of dirt or mud resulting from sawing.
2.- Saw according to claim 1, characterized in that the tubular parts are made of metal and have smooth unobstructed cylindrical internal peripheries which surround the cable without 1-clamping and are kept spaced apart by coil springs placed between them and around the cable.
3.- Saw according to claim 1, characterized in that the annular cutting parts are punctured directly at the tubular parts and at the rear ends of the flanges, the dies of the cutting parts being made of sintered metal, the particles of abrasive material of the cutting parts in the form of crushed or fragmented diamonds
4o - Saw according to claim 1, characterized in that the outer flanges of the tubular parts are progressively increasing in external diameter from levant to 19arrièreo
5.- Saw according to claims 1 to 4, characterized in that the outer peripheries of the outer flanges are tapered uniformly towards 19 before
6.- Silk according to claims 1 and 4,
characterized in that the front external angles of the external flanges are substantially in the form of quarter circles.
7. A saw according to claim 1, characterized in that the rear ends of the tubular parts are provided with external flanges tapered towards the rear which abut against and are punctured at the rear ends of the annular cutting parts, their maximum external diameter being less than external diameter of the cutting parts