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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