Brevet FR2584973A1 — publié le 19870123

"Procédé et installation automatiques de refente de blocs de schiste pour l'obtention d'ardoises. La présente invention concerne un procédé et une installation automatiques de refente de blocs de schiste pour l'obtention d'ardoises ou d'ébauches d'ardoises, éventuellement soumises à des opérations de finition. La refente des blocs de schiste pour obtenir des ardoises ou des ébauches d'ardoises, ultérieurement, soumises à des opérations de rondissage, c'est-à-dire de traitement du bord des ardoises, se font actuellement de façon manuelle. Différentes tentatives d'automatisation de la refente des blocs en ardoises, se sont avérées très difficiles et décevantes dans leur résultat, à cause de l'irrégularité des ardoises obtenues et les pertes importantes. En effet, il convient de savoir que, par exemple selon les usages français, l'épaisseur nominale d'une ardoise est de 2,7 mm et la tolérance. de fabrication admissible est de - 10 % de cette valeur, ce qui correspond à une épaisseur minimale égale à 2,43 mm et une épaisseur maximale égale à 2,97 mm. Cette épaisseur nominale à la tolérance de fabrication près, peut se respecter lorsque la refente est faite manuellement. Cela tient à l'habileté de l'ouvrier qui effectue la refente et à son expérience dans ce travail qui lui permet d'apprécier la qualité de chaque bloc (reparton) de schiste. Malheureusement, cette technique manuelle n'est pas transmissible à une machine de refente automatique puisque la machine ne peut pas apprécier lå qualité d'un bloc de schiste et la meilleure manière de refendre. De plus, les tentatives d'automatisation faites jusqu'à présent ont toutes échoué à cause de l'absence de régularité de l'épaisseur des ardoises située en dehors des limites des tolérances. I1 a également été envisagé de copier sur une machine le procédé de fabrication d'ardoises en fixant le bloc dans la machine, en séparant par tierçage un premier feuillet (correspondant à l'épaisseur de quatre ardoises), puis en doublant ce feuillet, c'est-à-dire en formant deux ensembles de deux ardoises puis en fendant chaque ensemble pour aboutir aux ébauches d'ardoises (fendis) ayant l'épaisseur d'une ardoise. Ce procédé automatique aboutit à un échec car du fait du foisonnement, l'épaisseur des quatre ardoises ainsi obtenues qui se trouvent à l'avant du bloc, est supérieure à l'épaisseur du feuillet initialement séparé. I1 n'est donc pas possible de mesurer avec précision l'épaisseur du feuillet suivant même si l'on utilise une machine à mémoire commandant le déplacement de l'outil de fente. I1 est donc nécessaire d'introduire des corrections en cours de refente du bloc, corrections qui seraient elles-mêmes aléatoires à cause de l'imprécision des dimensions car la refente successive des feuillets et des ardoises et l'augmentation de l'épaisseur qui en résulte, change la position du bloc sous l'outil de refente, au fur et à mesure de la refente et entraine le cumul des erreurs. I1 serait également envisageable de diviser d'abord un bloc en feuillets que l'on enlèverait successivement de la machine, puis de refendre chaque feuillet en deux parties égales donnant elles-mêmes chaque fois deux ardoises. Cette façon de procéder nécessiterait des manipulations importantes et ne permettrait ni de refendre un bloc de façon optimale, ni d'éviter les ardoises dont l'épaisseur se situerait en dehors des tolérances. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un procédé automatique de refente de blocs, susceptible d'être mis en oeuvre par une machine automatique, permettant de refendre des blocs de schiste pour obtenir des ardoises précises, respectant les tolérances de fabrication pour tout le bloc. A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce que - on fxe le bloc de façon que l'une des faces parallèles au plan des ardoises constitue la face de référence, - on mesure l'épaisseur du bloc pour déterminer le nombre d'ardoises qu'il est possible d'y refendre, - on détermine l'épaisseur exacte d'une ardoise en fonction de l'épaisseur du bloc et du nombre possible d'ardoises, - on refend dans le bloc, au niveau de la face du bloc opposée à la face de référence, un élément dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur d'un petit nombre d'ardoises, - on refend l'élément en sous-éléments correspondant chacun à l'épaisseur de deux ardoises puis on refend ces sous-éléments en ardoises, - on refend le bloc pour séparer l'élément suivant à partir du plan de refente de l'élément précédent et on refend cet élément en sous-éléments et en ardoises, - on poursuit la refente en éléments en se rapprochant du plan de référence du bloc. Ce procédé permet de déterminer de façon précise le nombre d'ardoises réalisables dans un bloc de schiste et cela de façon optimale sans perte de matière. En effet, contrairement à la technique connue, consistant à partir de l'épaisseur nominale d'une ardoise et de refendre le bloc en tentant de tenir compte des erreurs d'épaisseur des ardoises, dues au foisonnement. Le procédé selon l'invention évite le cumul des erreurs et les incertitudes liées à la correction progressive des erreurs de mesure de l'épaisseur et du positionnement de l'organe de refente. Le procédé selon l'invention permet de déterminer de façon précise le nombre d'ardoises qu'il est possible de refendre puisque les différentes opérations se font à partir d'un plan de référence qui ne change pas pendant toute la refente d'un bloc. De plus, comme chaque élément (en général un feuillet) séparé du bloc, est refendu en sous-éléments et en ardoises, la seule imprécision de l'épaisseur se situe au niveau de la refente d'un Blément. Cette imprécision due au foisonnement de quelques ardoises, puisque l'élément a une épaisseur de seulement quelques ardoises1 se situe très bien dans la limite des tolérances de fabrication. En d'autres termes, grâce au procédé selon l'invention, tenant compte d'une surface de référence fixe et séparant par rapport à cette surface, des éléments (feuillets) d'épaisseur déterminée, on évite tout cumul des erreurs d'épaisseur dues au foisonnement. Cela permet, d'une part, d'utiliser de façon optimale un bloc de schiste et d'autre part, de refendre des ardoises dont L'épaisseur est toujours comprise dans les limites des tolérances. De façon habituelle, chaque élément de refente correspond à un feuillet, c'est-à-dire quatre ardoises Toutefois, suivant les conditions de mise en oeuvre du procédé, le nombre d'ardoises peut être différent. Cela peut, par exemple, être le cas si l'épaisseur du bloc ne permet pas d'obtenir un nombre entier de feuillets - le reste sera un élément ayant un nombre Inférieur ou un nombre supérieur d'ardoises. Les mêmes remarques ssappliquent au nombre d'ardoises de chaque sous-élément, habituellement il s'agit de deux ardoises. Le procédé selon l'invention réduit, non seulement les -erreurs par foisonnement mais permet aussi un travail très rapide de la machine limitant au minimum les déplacements relatifs entre le bloc et l'outil de refente ainsi que les manipulations des blocs ou des ardoises. A la fin de l'opération, les ardoises sont toujours regroupées les unes contre les autres, ce qui facilite leur manutention et l'évacuation vers le poste de rondissage. Le procédé selon l'invention offre également l'avantage considérable de pouvoir être mis en oeuvre par des moyens très simples tant sur le plan des organes mécaniques de refente et de maintien qu'au niveau des moyens de commande. I1 suffit d'enregistrer en mémoire l'épaisseur normale de chaque type d'ardoise et les tolérances pour que ces moyens puissent déterminer le nombre exact d'ardoises (ou de feuillets) réalisables dans chaque bloc. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'ensemble du procédé, - la figure 2 est un schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé, - la figure 3 est un schéma des différents déplacements successifs de l'organe de refente, selon un mode de réalisation du procédé de l'invention. Selon la figure 1, le procédé de refente de blocs de schiste (repartons) pour l'obtention d'ardoises et d'ébauches d'ardoises qui subissent ultérieurement des opérations de rondissage (traitement du bord des ardoises), sera décrit ci-après à l'aide de la figure 1. Selon la première opération A, le reparton 1 à refendre est placé sur un support 2 d'une machine, de façon que l'une de ses faces principales 1A soit en appui contre une butée de référence 3 définissant le plan de référence 0. Un organe de poussée 4 appuie contre l'autre face principale lB du bloc 1 pour que la face 1A soit alignée sur le plan de référence 0. Après cette mise en place, au cours d'une seconde opération B, on détermine l'épaisseur L du bloc 1 c'est-à-dire la distance entre la face principale de référence 1A et l'autre face principale 1B. Par convention, on désignera par "face de référence" dans la présente description, l'une des deux faces parallèles au plan de refente des ardoises. I1 est à remarquer que l'épaisseur L des blocs à refendre n'est pas uniforme. Cette épaisseur dépend de la taille et de la forme des blocs plus importants extraits de la carrière et qui sont débités en fonction des caractéristiques et notamment des défauts que l'on trouve dans ces grands blocs. La troisième opération C consiste à déterminer à partir de l'épaisseur L du bloc 1 le nombre n d'ardoises que ce bloc peut fournir. Si l'épaisseur d'une ardoise est désignée par e, le nombre n d'ardoises est tel que n.e S L S (n + 1) e. L'épaisseur e nominale de l'ardoise, est une dimension fixée par les usages. Ainsi, une ardoise dite "française" a une épaisseur nominale de 2,7 mm et une ardoise dite "anglaise" a une épaisseur nominale de 3,8 mm. Ces épaisseurs peuvent varier dans des limites de tolérance de + 5 %. Partant de l'épaisseur nominale des ardoises à obtenir ainsi que des tolérances, on détermine (D) l'épaisseur exacte e' de chaque ardoise en divisant l'épaisseur L du bloc par le nombre n d'ardoises tel que trouvé. Au cours d'une étape ultérieure E du procédé, on refend le bloc 1 en en séparant un élément 11 à l'aide de l'organe de refente 5. Cet organe 5 est positionné à la distance L1 déterminée par calcul à partir du plan de référence 0. Puis, au cours d'une opération ultérieure F, on refend l'élément 11 en des sous-éléments llo, l, etc. Au cours d'une étape ultérieure -H, chaque sous-élément 1i0, est ... est refendu en ardoises. Puis, le procédé revient à étape E consistant à séparer un second élément 12 dans le bloc 1 en positionnant l'organe de refente 5 à la position appropriée, toujours mesurée par rapport au plan de référence 0. De façon habituelle, quoique non impérative, les éléments 11, 12 sont des multiples paires d'ardoises, en particulier des feuillets composés de quatre ardoises. Chaque élément 11, 12 peut ainsi se décomposer en deux souséléments lio, 111 composés chacun de deux ardoises, de sorte qu'au cours de l'étape H, lors de la refente des sous-éléments llo, 11l, ... on obtient à chaque fois deux ardoises. La figure 2 montre schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Cette installation se compose de la surface d'appui 2 sur laquelle repose le bloc à refendre 1, d'une butée 3 de référence définissant le plan de référence 0 ainsi que d'un organe d'appui 4 poussant le bloc 1 contre la butée de référence 3. Cet organe 4 est, par exemple, une plaque solidaire de la tige d'un vérin 6 commandé à partir du circuit de commande 7. L'organe de refente 5 est solidaire d'un organe de commande d'impact 8 qui commande le mouvement de descente et de remontée de l'organe de refente, l'équipage formé des organes 5, 8 étant mobile horizontalement sur un moyen de guidage 9, dans le sens de l'épaisseur du bloc 1. Cet organe 8 est également commandé par le circuit de commande 7. Enfin, l'installation comporte un détecteur 10 qui mesure l'épaisseur L du bloc par rapport au plan de référence 0 et fournit l'information correspondante au circuit de commande 7. Le circuit de commande 7 détermine ainsi la mesure de l'épaisseur L puis le nombre d'ardoises n et enfin l'épaisseur réelle e' d'une ardoise, A l'aide de ces informations, le circuit 7 commande l'organe de refente 5 dans ses déplacements dans le sens de l'épaisseur du bloc 1 et la mise en oeuvre de cet organe pour d'abord séparer les éléments puis les sous-éléments et enfin les ardoises La figure 3 est un schéma des déplacements de l'organe de refente à partir du plan de référence 0. Selon la figure 3, L'organe de refente est commandé de façon à se positionner au point M1, situé à la distance L du plan de référence 0 puis partant de ce point M1, l'organe de refente effectue un premier parcours T1 pour venir au-dessus du plan de clivage correspondant à la séparation du premier élément (feuillet).Lorsque ce premier clivage est réalisé, l'organe de refente effectue le trajet T2 pour arriver au-dessus du plan de clivage séparant les deux sous-éléments lio, 111. Après cette séparation, l'organe de refente effectue le trajet T3 pour arriver au-dessus du plan de clivage du premier sous-élément llo puis il effectue le trajet T4 pour arriver au-dessus du plan de clivage du second élément A partir de cette position de clivage, l'organe de coupe effectue un nouveau trajet 51 pour séparer le second ensemble puis à l'intérieur de ce second ensemble, il effectue le trajet S2 pour diviser cet élément en deux sous-éléments, puis le trajet 3 pour diviser l'un des sous-éléments en deux ardoises et enfin un trajet w pour séparer l'autre sous-élément en deux ardoises Le cycle décrit deux fois ci-dessus est répété jusqu'à la refente complète du bloc. REVENDICATIONS 1) Procédé de refente de blocs de schiste pour l'obtention d'ardoises et d'ébauches d'ardoises éventuellement soumises à des opérations de finition, caractérisé en ce que - on fixe (A) le bloc (1) de façon que l'une des faces (1A, 1B) parallèles au plan des ardoises, constitue la face de référence (1A), - on mesure (B) l'épaisseur (L) du bloc (1) pour déterminer (C) le nombre (n) d'ardoises qu'il est possible d'y refendre, - on détermine (D) l'épaisseur exacte (e') d'une ardoise en fonction de l'épaisseur du bloc (L) et du nombre (n) possible d'ardoises, - on refend (E) dans le bloc (1), au niveau de la face (1B) du bloc (1) opposée à la face de référence (1A), un élément (11) dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur d'un petit nombre d'ardoises, - on refend (F) l'élément (11) en souséléments (lao, 111) correspondant chacun à l'épaisseur de deux ardoises puis on refend ces sous-éléments (lao, 111) en ardoises, - on refend le bloc (1) pour séparer l'élément suivant à partir du plan de refente de l'élément précédent et on refend cet élément en sous-éléments et en ardoises, - on poursuit la refente en éléments en se rapprochant du plan de référence (1A) du bloc (1). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refend chaque élément (11) en sous-éléments (lao, 1 ) de l'épaisseur de deux ardoises. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refend un élément en sous-éléments et on refend les sous-éléments en commençant par le dernier sousélément refendu. 4) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carcte'rise'e en ce qu'elle comporte : - un appui (2) sur lequel est placé le bloc (1) a refendre, - une butée de référence (3) contre laquelle s'appuie l'une des faces principales (1A) du bloc (1) constituant la face de référence (1A), - un moyen de maintien (4) appliquant le bloc (1) contre la butée de référence (3), - un moyen de mesure (10) déterminant l'épaisseur (L) du bloc par rapport à la surface de référence (O, 1A), - un organe de refente (5, 8, 9) mobile dans le sens de l'épaisseur du bloc (1), - un circuit de commande (7) contenant les informations relatives à l'épaisseur (e) des types d'ardoises et aux tolérances d'épaisseur et recevant les informations relatives à l'épaisseur du bloc à refendre (1), pour déterminer le nombre possible (N) d'ardoises, l'épaisseur exacte (e') d'une ardoise et commander le déplacement de l'organe de refente (5, 8, 9) et sa mise en oeuvre.