Brevet FR2371997A1 — publié le 19780623

la présente invention concerne un nouveau type de tronçonneuse par étincelage, fonctionnantavec un électrolyte. La tronçonneuse se présente de façon générale sous forme d'un disque destiné à scier par étincelage des matériaux conducteurs de 11 électricité, des moyens conventionnels étant prévus pour amener l'électricité dans le disque et pour entrainer celui-ci en rotation. Il est connu d'utiliser des tronçonneuses ayant un disque métallique, avec un électrolyte comme liquide de refroidissement. Les disques étaient généralement en cuivre, en laiton, en acier, ou en cuivre chromé. La coupe obtenue avec ce genre de tronçonneuse est rapide; toutefois, ces tronçonneuses ont été abandonnées car il s'est avéré que l'utilisation combinée de l'électrolyte et du disque métallique du type précité aboutissait à une dépouille au niveau du matériau coupé. Il s'ensuivait des faces de coupe non parallèles,mais présentant au contraire la forme d'un V. Ce type de tronçonneuse est décrit dans le brevet franglais 1 387 865. C1 est pourquoi, une nouvelle génération de tronçonneuse est apparue, utilisant un disque métallique, perforé et/ou présentant des encoches radiales périphériques etXou centrales, ainsi que cela est décrit et revendiqué dans le brevet frangeais 2 199 673 et dans son additif 75 01376. Grâce au diélectrique utilisé, les coupes apparaissent tout à fait parallèles, ce qui confère des résultats de coupe parfaitement valables. Cependant, l'utilisation du diélectrique, quoiqu'avantageuse pour la raison susmentionnée, supprime l'avantage majeur de l'électrolyte, à savoir la rapidité de coupe. C'est pourquoi des études ont été menées de façon à aboutir à une tronçonneuse offrant d'une part une coupe rapide, et d'autre part, des surfaces de coupe parfaitement parallèles. La présente invention parvient à ce double -résultat en utilisant la combinaison d'un électrolyte (permettant une coupe rapide) et d'un disque métallique spécial (permettant d'avoir des surfaces de coupe parallèles), seule cette combinaison parvenant au double résultat précité. De façon plus précise, la tronçonneuse par étincelage faisant l'ob- jet de la présente invention et qui est du type comprenant notamment un disque métallique, des moyens connus pour alimenter en courant électrique le disque et pour entraîneur en rotation ce dernier, un liquide de refroidissement étant en outre amené au niveau de la coupe dudit matériau, est notamment remarquable en ce que, dans le cas où ledit liquide est un électrolyte, le disque est réalisé en une matière, telle que les alliages à base de tungstène, offrant lors du passage du courant dans le disque, une résistance minimale entre le chant du disque et le matériau à tronçonner. Une réalisation avantageuse consiste à prendre comme alliage un cupro- tungstène. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement la coupe d'un matériau avec dépouille, et - la figure 2 illustre la coupe obtenue selon la présente invention. En se reportant à la figure l, on remarquera que le matériau 1 à sectionner grâce au disque 2 de la tronçonneuse, présente une dépouille; les surfaces 3 de coupe forment un V lorsque le liquide de refroidissement est un électrolyte, le disque utilisé étant en acier, en cuivre chromé, ou non, en laiton ou on aluminium. Cette dépouille est rédhibitoire, car le matériau ainsi coupé devra être de nouveau usiné de façon à avoir une surface de coupe perpendiculaire à la surface 4 du matériau attaquée par le disque. La figure 2 illustre la coupe obtenue en utilisant simultanément un électrolyte et un disque métallique dont la structure physico-chimique sera décrite ci-après. Il est bien entendu que les distances séparant le disque, du matériau, ainsi que la dépouille en V ont été amplifiées dans les figures de façon à les rendre plus claires. Dans cette figure 2, on retrouve le matériau 1 destiné à etre tronçonné grâce à un disque 2', les surfaces 3' de coupe étant ici pariaitement parallèles et perpendiculaires à la surface d'attaque 4. Une telle coupe peut etre obtenue en utilisant un disque métallique quelconque et un diélectri que à la place de 11 électrolyte; dans ce cas toutefois les vitesses de coupe sont généralement incompatibles avec les cadences industrielles. Le fait d'utiliser un électrolyte crée des résistances R1 (entre les faces latérales 5 du disque et les surfaces de coupe 3') et R2 (entre le chant 6 du disque et le matériau 1); il est à noter que dans le cas d'un diélectrique, les résistances R1 et R2 sont très élevées par définition. De plus, lors du tronçonnage, le chant 6 du disque est pratiquement en contact avec le matériau l Il s'est avéré qu'en utilisant un électrolyte, il convenait d'avoir une valeur de R2 nettement inférieure à celle de R1 de façon à éviter toute dépouille; cela s'obtient en utilisant un disque réalisé en une matière telle, que la Résistance R2 entre le chant 6 du disque et le matériau 1 est minimale.Il résulte de cela que le courant électrique circulant dans le dis que aura un trajet essentiellement radial, vers le chant 6, et non pas transversal, vers les faces latérales 5; la proportion minime de courant transversal aboutit non pas à une dépouille, mais à une érosion très fine des surfaces de coupe, d'où un poli impossible à obtenir avec un diélectrique. A titre expérimental divers matériaux ont été utilisés pour le disque, tels que l'acier, le cuivre, le cuivre chromé, le laiton, l'une des faces latérales du disque étant distante de 2 cm d'une pièce métallique, le tout baignant dans un éléctrolyte; la résistance électrique, lors du passage d'un courant, entre le disque et la pièce métallique est constante et a pour valeur, 440JL lorsque l'électrolyte est du nitrite de soude concentré (50 kg de nitrite pour îoe litres d'eau). Cette valeur de 440Lest élevée, ce qui aboutit à un partage du courant entre les trajets radial et transversal, d'où la présence d'une dépouille, ce qui exclut l'utilisation des matériaux précités. Cette dépouille disparait lorsqu'on utilise un disque tel que la résistance électrique précitée soit aussi faible que possible, et de toute façon inférieure à 440su; c'est le cas des alliages à base de tungstène, et notamment des cupro-tungstène qui donnent, dans les mêmes conditions expérimentales, des résistances de l'ordre de 280jet C'est donc la combinaison du disque en alliage de tungstène, ou matériau équivalent, et de l'électrolyte qui aboutit au double résultat précédemment mentionné. En outre, ces disques en alliages de tungstène ont révélé une ré sistanee très grande à l!usure mécanique, d'où une longévité accrue du disque. Parmi les divers alliages utilisables, trois ont été retenus, il s'agit de ceux dénommés Cutène 120, Cutène 140 et Cutène 160. Ce dernier est facilement obtenu sous forme de feuille, puis coupé en disque; les meilleurs résultats reviennent cependant au Cutène 140 bien qu'étant difficilement obtenu en feuille. Grâce à l'utilisation des cupro-tungstène ou équivalents, la coupe obtenue est donc rapide et exempte de dépouille. Il est encore possible d'accroître ces résultats si la trongonneu- se faisant -l'objet- de l'invention présente les caractéristiques suivantes. Tout d'abord, il s'est avéré que, dans certains cas, un disque plein était préférable à un disque muni d'encoches radiales ou de perforations périphériques; en effet, notamment pour ce qui est de 11 encoche, il arrive que le coin formé par l'encoche et le chant du disque accroche le matériau que l'on désire tronçonner, d'où la possibilité d'avoir une bavure au niveau de la coupe; c'est pourquoi il est préférable d'utiliser un disque dont le chant est exempt de toute discontinuité. En ce qui concerne le type d'électrolyte utilisé, celui mentionné plus haut, c'est-à-dire le nitrite de soude fortement concentré (environ SO-kg par 100 litres d'eau), s'est révélé tout à fait satisfaisant combiné au disque en cupro-tungstène plein. De plus, l'électrolyte qui sert donc en partie de liquide de refroidissement devra arriver à l'endroit de la coupe avec un débit important, mais sous faible pression; en effet, une pression portante présente un double inconvénient. En premier lieu, cela résulte en une diminution de R1, d'où un partage différent du courant radial et transversal dans le disque et l'apparition d'une dépouille puisqu'il existe un courant transversal non négligeable; en second lieu un électrolyte arrivant sous forte pression sur l'endroit de la coupe a tendance à voiler le disque ce qui nécessite un disque épais. En revanche, une faible pression permet de n'avoir pratiquement que le courant radial et d'utiliser un disque mince, cette dernière caractéristique permettant à son tour d'avoir une meilleure coupe, plus fine. REVlsNDICATIONS 1) Tronçonneuse par étincelage d'un matériau conducteur de l'électri- cité, du type comprenant notamment un disque métallique et des moyens connus pour alimenter en courant électrique le disque et pour entraîner en rotation ce dernier, un liquide de refroidissement étant en outre amené au niveau de la coupe dudit matériau caractérisée en ce que dans le cas où ledit liquide est un électrolyte, le disque est réalisé en une matière telle,que le courant électrique circulant dans le disque suit essentiellement un trajet radial, la résistance offerte entre le chant du disque et le matériau à tronçonner étant minimale. 2) Tronçonneuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que le disque est plein et exempt d'encoches et/ou perforations périphériques. 3) Tronçonneuse selon l'une des revendications I ou 2 caractérisée en ceque l'électrolyte est amené avec un fort débit, mais sous faible pression. 4) Trongonneuse selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'électrolyte utilisé est du nitrite de soude concentré. 5) Tronçonneuse selon la revendication 4 caractérisée en ce que la concentration est de 50 kg de nitrite pour 100 litres d'eau. 6) Trongonneuse selon l'une quelconque des revendications l à 5 caractérisée en ce que ledit disque est en alliage de tungstène, tel que le cuprotungstène, et notamment le cutène 120, 160 ou-préférentiellement 140.