Brevet FR2537913A1 — publié le 19840622

La présente invention concerne un dispositif de coupe utilisable sans modification pour la coupe de tout matériau naturel, ce dispositif comportant aes lames disposées dans un cadre qui est supporté pour pouvoir être déplacé dans un mouvement rectiligne alternatif ou en dessous d'un cadre de guidage, lui-même mobile verticalement sous l'effet de vérins. Des machines de ce type appelées châssis multi- lames sont bien connues dans la technique Cependant, il n'a pas été possible jusqu'à présent de réaliser une machine mixte permettant de réaliser industriellement le sciage de matériaux de dureté aussi différente que la pierre tendre et le granit en utilisant des lames dia- mantées D'autre part, si le sciage au diamant est bien connu dans le sciage des pierres et marbres, on constate actuellement une stagnationdes performances des outils et des cadences de production des machines Les raisons en sont les suivantes: 1 Le sciage à la lame diamantée du granit, en particulier en tranches minces par les châssis multilames existant sur le marché n'est pas envisageable du fait de la trop faible durée de vie des outils La seule méthode actuellement compétitive consiste à interposer entre les lames et le fond du trait de sciage de la grenaille métallique - 2 La conception actuelle des machines ne permet pas ou ne permet qu'insuffisamment la variation des paramètres de coupe et donc leur combinaison pour une optimisation des conditions de coupe. 3 Les guidages actuels des pièces en mouvement sont réalisés par le contact métal sur métal de surfaces de formes variées, quiquelles que soient leurs tolérances, voient leur précision diminuer du fait de l'usure et transmettent des vibrations et chocs aux outils -en altérant la qualité de la coupe et en diminuant la durée de vie desdits outils. La présente invention crée une nouvelle machine qui, pouvant être munie d'une à plusieurs dizaines de lames, permet le sciage de natériau naturel quelle que soit leur dureté à l'outil diamanté, améliore la qualité des surfaces sciées, les conditions de coupe, les cadences de production et donc le prix de revient de ce type de fabrication Il est également indiqué que l'amé- lioration de la qualité du sciage permet, par l'obtention d'un meilleur état des surfaces d'économiser un temps appréciable sur les opérations ultérieures de surfaçage et de polissage. Conformément à l'invention, ce dispositif pour la coupe de pierres, marbres, granits et autres produits analogues au moyen de lames diamantées déplacées dans un mouvement alternatif par un cadre porte-lames, lui- même relié à un ensemble moteur à mouvement alternatif, est caractérisé en ce qu'au moins le cadre porte-lames est relié à un cadre coulissant verticalement par des éléments amortisseurs de vibrations. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 est une élévation, en partie arrachée et schématique, d'une machine de sciage à mouvement alter- natif faisant application de l'invention. La fig 2 est une élévation frontale correspon- dant à la fig 1. La fig 3 est une coupe prise sensiblement sui- vant la ligne III-III de la fig 1. La fig 4 est un détail -d'une des pièces apparais- sant à la fig 3. La fig 5 est une coupe schématique d'un autre détail de réalisation - La machine illustrée au dessin comporte des mon- tants arrière 1, la et des montants avant 2, 2 a qui sont disposés par exemple aux angles d'un trapèze rectangle. Les montants sont reliés par des longerons supérieurs 3 et des traverses supérieures 4. Les montants sont entourés par des ensembles de guidage 5 auxquels est fixé un cadre porte-glissières, 6 Le cadre porte-glissières supporte au moyen de consoles de suspension 7 un cadre porte-lames 8 Les lames 9 du cadre 8 sont destinées à scier un bloc 10, par exem- ple un bloc de granit. Le cadre porte-lames 8 est muni latéralement d'au moins un axe il pour l'articulation de la tête d'une bielle 12 dont le pied est articulé sur un axe 13 montée à l'extrémité d'une manivelle 14 calée sur un arbre 15 portant un volant d'inertie 16 et'entrainé par un moteur électrique 17 à vitesse variable de préférence. Le mouvement de montée et de descente du cadre porte-lames 8 est commandé par celui du cadre porte- glissières 6 et, dans l'exemple représénté, ce mouvement est assuré par des vis 18 disposées dans les montants, la vitesse de rotation des vis étant synchronisée par des boites de transmission 19 reliées entre elles par des arbres 20 entraînés par un moto-réducteur 21. Suivant l'invention, pour empêcher la propagation des vibrations, on crée une liaison fluide entre les différents organes soumis à un mouvement relatif les uns par rapport aux autres. En.ce qui concerne le cadre porte-lames 8, celui- ci est relié près de ses extrémités par les consoles de suspension 7 à des dispositifs glissants 22 Chaque dispositif glissant comporte un profilé 23 sur lequel sont montées des glissières 24, 25 Les glissières 24, sont maintenues-entre des patins 26, dans l'exemple, au nombre de trois Ces patins sont disposés dans un carter 27 qui est lui-même fixé aux longerons du cadre porte-glissières 6. Chaque patin délimite dans sa face tournée vers la glissière 24 au moins un logement 28 qui est alimenté en fluide sous pression, par exemple en huile, par un canal 29 Des conduites 30 sont prévues pour l'alimen- tation de chaque logement 28. La disposition ci-dessus permet de maintenir les glissières dans un état voisin de celui d'un état de lévitation et, par conséquent, d'une part, de réduire considérablement les frottements lors du déplacement du cadre porte-lames par rapport au cadre porte-glissières et, d'autre part, et surtout, d'empocher la transmission des vibrations dues en particulier à la friction existant entre les lames 9 et le bloc 10 en cours de sciage et au système d'entraînement vertical ou horizontal du cadre porte-lames. Le dispositif décrit-ci-dessus peut être mis en oeuvre de manière analogue entre les ensembles de guidage et les montants 1, la et 2, 2 a. Comme l'illustre également la fig 3, l'axe 11 sur lequel est articulée la tête de la bielle 12 comporte une boîte à palier 31 contenant des patins 32 arqués qui délimitent un logement 33 dans lequel débouche une conduite 34 d'amenée de fluide sous pression. En prévoyant une constitution analogue pour l'axe 13 du pied de la bielle 12, on est assuré d'isoler l'ensemble moteur 17, 16 du cadre porte-lames et, par conséquent, de filtrer les vibrations-provenant soit du porte-lames, soit de l'ensemble moteur. Il est supplémentairement possible de monter également l'arbre 15 sur des paliers fluides comme décrits ci-dessus. Pour empêcher que des vibrations soient trans- mises vers ou à partir du moto-réducteur 21, les vis 18 dont la rotation assure la descente puis la remontée du cadre porte-glissières sont reliées à celui-ci par des écrous 35 (fig 5) délimitant des canaux 36 reliés à au moins une chambre collectrice 37 dans laquelle du fluide sous pression est amené par une conduite 38. Le dessin montre que les canaux 36 débouchent dans le fond des filets du taraudage de l'écrou, ce qui fait que cet écrou dont les filets sont usinés par rapport à celui de la vis 18 n'est pas en contact matériel avec ladite vis. Pour éviter que des salissures puissent s'intro- duire dans le circuit fluide et dans les filets des écrous et des vis, les écrous sont munis de-soufflets d'étanchéité 39 ou dispositifs analogues. L'isolement des différentes pièces mobiles les unes par rapport aux autres au moyen de dispositifs amortissant et/ou filtrant les vibrations permet d'utiliser des lames de coupe dites diamantées, c'est-à-dire dont les éléments abrasifs constitués par des diamants sont maintenus dans une matrice à partir de laquelle le risque d'arrachement est ou éliminé ou fortement réduit par la suppresion des vibrations. Pour que les lames diamantées soient mises en oeuvre au mieux de leurs caractéristiques-, il est prévu, d'une part, que le moteur 17 soit à vitesse variable, ce qui permet de faire varier la cadence de battement par exemple réglée en dépendance de la nature du bloc à scier, et, d'autre part, de réaliser au moins la manivelle 14 sous la forme d'un élément télescopique pour permettre de faire varier la course des lames, c'est-à-dire notamment d'optimiser la course en fonction du bloc 10 et des compositions de l'outil pour permettre d'utiliser toujours les lames dans des conditions de sciage optimales Dans ce cas, la vitesse du moteur 17 est réglée afin que la vitesse linéaire maximale atteinte par les lames ne dépasse pas un seu Ildéterminé. Le moto-réducteur 21 est de son c 6 té réalisé de préférence aussi sous la forme d'un ensemble à vitesse variable pour que la vitesse de descente des lames qui détermine la profondeur de chaque passe de travail pen- dant leur mouvement de coulissement ne dépasse pas un seuil pré-établi. Bien que cela ne soit pas représenté, il est, dans certains cas, avantageux de remplacer les vérins à vis que constituent les ensembles vis 18 et écrous 35 par des vérins coulissants hydrauliques alimentés de façon que les lames de coupe exercent toujours une pression unitaire constante sur la matière à couper. Bien que cela ne soit pas représenté, la possibi- lité de faire varier en continu la course des lames, la cadence de battement ainsi que la vitesse de descente permet donc un pilotage de l'ensemble par un système micro-informatique ayant mémorisé la combinaison optimum de ces paramètres. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réa- lisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre En particulier le cadre porte-lames 8 peut être déplacé par des vérins de préférence hydrauliques et à double effet agissant soit directement sur lui, soit sur les dispositifs glissants 22 De même, l'ensemble moto-réducteur 17 et le volant d'inertie 16 peut être remplacé par un moteur hydraulique. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour la coupe de blocs de granit, marbres, pierres et autres produits analogues au moyen de lames diamantées déplacées dans un mouvement alter- natif par un cadre porte-lames ( 8), lui-même relié à un ensemble moteur à mouvement alternatif, caractérisé en ce qu'au moins le cadre porte- lames ( 8) est relié à un cadre ( 6) coulissant verticalement par des éléments amortisseurs de vibrations. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les éléments amortisseurs de vibrations sont du type dit fluide maintenant les organes mobiles les uns par rapport aux autres séparés par une couche d'un fluide sous pression, le fluide étant liquide'ou gazeux. 3 Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cadre porte-lames ( 8) est relié à des glissières ( 24,-25) par un carter ( 27) dans lequel sont disposés des patins ( 26) délimitant des logements ( 28) faisant face à des parois de glissières ( 24, 25) maintenues en état de lévitation par le fluide sous pression admis dans lesdits logements. 4 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le carter comportant les patins coopérant avec les glissières est relié à un cadre porte-glissières guidé le long de montants verticaux par des ensembles de guidage commandés par des vérins. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vérins de commande des ensembles de guidage sont du type à vis ( 18) et écrous ( 35), la vitesse de rotation des vis étant synchronisée par des arbres ( 20) reliés à des boîtes de transmission ( 19),les écrous ( 35) comportant des canaux pour l'amenée de fluide sous pression dans le fond des filets du taraudage qu'ils délimitent. 6 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vérins sont du type hydraulique. 7 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cadre porte-lames d'un palier fluide. 8 Dispositif suivant l'une des revendications l à 7, caractérisé en ce que la bielle est commandée par un moteur à vitesse variable à laquelle il est relié par un volant d'inertie ( 16), un arbre ( 13) et une mani- velle ( 14). 9 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'arbre ( 15) est monté sur des paliers fluides. Dispositif suivant l'une des revendications l à 9, caractérisé en ce que la manivelle ( 14) est de longueur réglable. 11 -Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par des moyens pour maintenir cons- tante la pression unitaire d'application des lames diaman- tées sur le bloc ( 10) à découper. 12 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par la possibilité de faire varier les uns par rapport aux autres d'une manière optimum en cours de sciage les paramètres relatifs à la cadence de battement, à la longueur de la course et à la vitesse de descente du cadre portant les lames de sciage.