Brevet FR2655904A1 — publié le 19910621

Système de découpe de corps solides du type "à câble" La présente invention concerne les systèmes de découpe de corps solides par câble, comme ceux que l'on trouve notamment, mais non exclusivement, dans les carrières pour débiter des blocs de granit ou matériau analogue afin de leur donner des dimensions qui les rendent transportables et utilisables dans des domaines aussi divers que la construction, la sculpture et l'industrie. Il est bien connu que des blocs de pierre, granit, etc, sont très souvent utilisés en toutes tailles dans de nombreux domaines. Lorsque ces corps sont aussi durs et d'aussi grandes dimensions, le problème de leur découpe ne se résout pas aussi facilement que pour des matériaux comme le bois, et même le fer ou analogue, qui sont couramment utilisés dans l'industrie. Aussi, des systèmes adaptés à la nature, aux dimensions et à la qualité des matériaux à découper ont-ils dû être plus particulibrement mis au point. Parmi toutes ces techniques, il en existe une qui est bien connue, c'est la technique dite "du câble de découpe". Elle est très avantageuse car elle permet la découpe de corps solides, comme le granit, quelle que soit la plage de leurs dimensions, aussi bien dans les carrières pour dégager des énormes blocs qu'en atelier pour la découpe de blocs plus petits. Ces dispositifs comprennent un câble animé d'un mouvement de translation avantageusement en boucle, dans un mouvement sans fin et dans un plan définissant le plan de coupe. Ce câble comporte, sur toute sa longueur, des moyens abrasifs qui, en frottant et du fait du mouvement de translation du câble sur le corps à découper, entrainent une usure progressive de celui-ci qui, à la longue, donne une découpe franche et nette dans le plan de découpe. Dans une mise en oeuvre connue, ces câbles sont réalisés en acier, de section sensiblement circulaire, et des perles de matériau abrasif sont enfilées sur eux en étant séparées les unes des autres par des entretoises de toutes sortes. Chaque perle est constituée d'un petit disque ou cylindre d'un diamètre supérieur à celle du câble et comportant en périphérie ou dans sa masse un matériau particulièrement abrasif, par exemple de la poudre ou des éclats de diamant. Bien que cette technique donne d'assez bons résultats, il est cependant constaté que la qualité du plan de coupe se dégrade assez rapidement en ne donnant pas une surface de coupe parfaite, mais présentant par exemple de légères vagues ou ondulations qui ne sont pas acceptables pour certaines applications. Ces irrégularités sont dues au fait que les perles ne s'usent pas de façon uniforme. Pour pallier cet inconvénient, des systèmes ont été réalisés dans lesquels le câble est constamment animé d'un mouvement de rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal.Le plus simple des procédés et le plus utilisé est celui qui consiste à positionner les deux poulies sur lesquelles le câble est entraîné en rotation sans fin, dans deux plans parallèles décalés d'une quantité déterminée par l'utilisateur de façon que le câble soit soumis à une torsion, par le fait qu'il ne puisse plus se translater dans un plan et qu'il soit obligé à pivoter autour de son axe longitudinal. Ce procédé couramment utilisé donne satisfaction, mais entraîne une usure prématurée des câbles, ce qui est un inconvénient, car les câbles de ce type sont relativement onéreux. La présente invention a pour but de réaliser un système de découpe de corps solides par la technique du câble à perles abrasives, qui donne une surface de coupe de très bonne qualité pendant toute la durée de vie du câble et qui permet aux câbles utilisés d'avoir une durée de vie plus importante que celle des câbles dans les systèmes connus actuellement, par le fait que la rotation du câble sur lui-même autour de son axe longitudinal est plus uniforme et régulière. Plus précisément, la présente invention a pour objet un système de découpe de corps solides comprenant un câble conformé en boucle fermée, ledit câble étant disposé sur au moins deux poulies de façon à définir entre lesdites poulies au moins deux portions rectilignes dudit câble, les deux dites poulies étant disposées sensiblement dans un même plan définissant le plan de coupe, des moyens pour entraîner en translation ledit câble dans un mouvement sans fin, des moyens abrasifs répartis sur ledit câble, et des moyens pour animer ledit câble en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour animer ledit câble en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal sont constitués par des moyens pour imprimer audit câble, en au moins un point sur au moins l'une de ses deux dites portions, un déplacement latéral alternatif suivant une direction ayant au moins une composante perpendiculaire audit plan de coupe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels La figure 1 représente, sous forme schématique et en perspective, un mode de réalisation d'un système de découpe par câble selon l'invention, et La figure 2 représente une vue de dessus du système de découpe selon le même mode de réalisation. Les deux figures 1 et 2 représentant un même mode de réalisation d'un système de découpe par câble selon l'invention, les moyens mis en oeuvre dans l'invention sont référencés sur la figure permettant de mieux les percevoir et comprendre leur structure. La figure 1 représente, sous forme très schématique, un système de découpe par câble l d'un corps solide 2, par exemple un bloc de pierre, de granit ou analogue. Ce système comprend un câble 3 sur lequel sont disposés des éléments abrasifs 4. Ce câble 3 est animé en translation suivant la flèche 5, avantageusement dans un mouvement sans fin en boucle 6, au moyen de deux poulies 7, 8 disposées sensiblement dans un même plan définissant le plan de coupe 11. Comme décrit ci-dessus, le câble est conformé en boucle fermée sur les deux poulies 7, 8 de façon à définir sur ce câble au moins deux portions rectilignes 9, 10 entra les deux dites poulies. Le système de découpe 1 comporte en outre des moyens pour entraîner en translation le câble 3. Ces moyens sont avantageusement constitués par l'une des deux poulies 7, 8 elle-même, par exemple la poulie 8, qui agit alors comme poulie d'entraînement, étant pour ce faire associée à un moteur 12. L'ensemble des éléments est monté, par exemple, sur un socle non représenté et connu en lui-même, qui peut se déplacer verticalement sur des rails en maintenant une certaine tension sur le câble 3 au fur et à mesure que progresse la découpe 13 du corps 2. En effet, dans ce genre de coupe, le bloc est généralement fixe et c'est le câble 3 avec l'ensemble de ses moyens d'entralnement qui se déplace par rapport au bloc 2. Un tel système fonctionne de la façon suivante : on commence par définir le plan de coupe dans le bloc 2. Le socle est positionné de façon que la poulie 8 entraine en translation le câble 3 dans ce plan de coupe, la portion de câble 10 s'appuyant sur la face supérieure 14 du bloc 2. Les éléments abrasifs 4 situés le long du câble entament le bloc et le socle descend au fur et à mesure de façon à maintenir la portion de câble 10 dans le fond de la découpe 13, jusqu'a obtenir la coupe complète du bloc suivant le plan 11, Les éléments abrasifs 4 se présentent généralement sous forme de perles qui peuvent être réalisées selon les techniques habituelles, par exemple, par concrétion de poudre de diamant ou par dépôt électrolytique. Ces techniques connues en elles-mêmes ne seront pas plus amplement décrites ici. Le système de découpe comprend en outre des moyens 21 pour animer le câble en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal 20, afin d'obtenir une usure régulière et uniforme des éléments abrasifs. Selon une caractéristique de l'invention, ces moyens 21 pour animer le câble 3 en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal 20, sont constitués par des moyens 100 pour imprimer au câble 3, en au moins un point 22 sur au moins l'une des deux portions 9, 10, en l'occurrence la portion 9 sur les figures 1 et 2, un déplacement latéral alternatif suivant une direction ayant au moins une composante perpendiculaire au plan de coupe 11. Ce déplacement, plus particulièrement la composante perpendiculaire au plan de coupe, est représenté par les flèches 23. De plus, ce déplacement latéral alternatif est avantageusement périodique, notamment lorsque le câble se déplace en translation uniforme, c' est-#-dire à vitesse donnée constante. Il a en outre sensiblement la même amplitude de part et d'autre du plan de coupe 11. Dans un mode de réalisation avantageux, ces moyens 100 pour imprimer au câble 3 un déplacement latéral alternatif comportent un guide 24 comprenant une gorge 25 délimitée par au moins deux parois 26, 27 sensiblement parallèles au plan de coupe 11. Le guide 24 est monté en association avec le câble 3 de façon que celui-ci passe dans la gorge 25 et puisse y coulisser ou s'y déplacer librement suivant son axe longitudinal 20. Les moyens 100 comportent en outre des moyens 30 pour commander le déplacement du guide 24 suivant le mouvement alternatif tel que défini ci-avant. Ces moyens 30 peuvent être de différents types, tous ceux qui permettent d'animer un élément donné en un mouvement de translation. Sur les deux figures 1 et 2 est représenté, à titre d'exemple, un mode de réalisation de ces moyens 30. Le mode de réalisation illustré des moyens 30 pour commander le déplacement du guide 24 suivant le mouvement alternatif défini ci-dessus comporte une embase 31 montée coulissante sur un support 32, le guide 24 étant solidaire de cette embase 31, un moteur 33 d'entraînement en rotation dont la sortie comporte un moyen d'axe 34 animé d'un mouvement alternatif et une bielle 35 reliant le moyen d'axe 34 à l'embase 31. Le moteur 33 est un moteur avantageusement électrique et le moyen d'axe 34 animé d'un mouvement alternatif est par exemple constitué par l'arbre de sortie 36 du moteur, cet arbre étant rotatif suivant un axe sensiblement parallèle au plan de coupe il et supportant une came 37, cette dernière comportant un moyen 38 pour monter en rotation excentrée une extrémité 39 de la bielle 35. Le guide 24 décrit ci-dessus comprend une gorge 25 réalisée dans une pièce donnée. Cependant, comme illustré sur les figures 1 et 2, ce guide peut être avantageusement constitué par un galet 40 en forme de poulie comportant à sa périphérie une gorge circulaire 41 dans laquelle est situé le câble 3 qui, par son mouvement de translation, entrasse ainsi la rotation du galet. Cette configuration permet d'éviter le frottement du câble ou des pastilles abrasives sur la paroi de la gorge, et donc dtaugmenter de façon notable la durée de vie de certains éléments du système de découpe, aussi bien celle du guide 24 qu'il n'est pas ainsi nécessaire de changer trop souvent, que celle du câble lui-même. Pour rendre le galet libre en rotation par rapport à l'embase 31, les moyens 100 comportent en outre, par exemple, une fourche 50 perpendiculaire au plan de coupe 11 et solidaire de l'embase 31, sur laquelle est monté le galet. Les moyens décrits ci-dessus permettent d'animer le câble 3 en une rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal 20, uniforme et régulière. Le résultat obtenu est une usure non disymétrique des perles abrasives situées sur le câble, et donc des coupes franches et planes, en même temps qu'une durée de vie de ce type de câble bien supérieure à celle des câbles selon l'art antérieur. La Demanderesse a obtenu les meilleurs résultats de découpe lorsque le guide 24 était placé de façon que le point 22 du câble 3 soit situé à proximité de l'entrée 43 du câble sur la poulie d'entrafnement 8 qui l'entrain dans sa translation sans fin. Ces résultats ont été obtenus avec des câbles de sa propre production longs d'environ 19 mètres animés d'une vitesse de translation voisine de 20 mètres par seconde et en donnant au galet 40 un mouvement latéral alternatif de 20 à 30 cycles par minute et d'amplitude 20 à 50 centimètres. REVENDICATIONS 1. Système de découpe de corps solides (1) comprenant un câble (3) conformé en boucle fermée (6), ledit câble étant disposé sur au moins deux poulies (7,8) de façon à définir entre lesdites poulies au moins deux portions rectilignes (9,10) dudit câble, les deux dites poulies étant disposées sensiblement dans un même plan (11) définissant le plan de coupe, des moyens pour entrainer en translation ledit câble dans un mouvement sans fin, des moyens abrasifs (4) répartis sur ledit câble, et des moyens (21) pour animer ledit câble en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal (20), caractérisé par le fait que lesdits moyens pour animer ledit câble en rotation sur lui-même autour de son axe longitudinal sont constitués par des moyens (100) pour imprimer audit câble, en au moins un point (22) sur au moins l'une des deux dites portions rectilignes, un déplacement latéral alternatif (23) suivant une direction ayant au moins une composante perpendiculaire audit plan de coupe (11). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit déplacement latéral alternatif est un déplacement périodique, pour une translation du câble (3) suivant son axe longitudinal (20) sensiblement uniforme. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit déplacement périodique a sensiblement la même amplitude de part et d'autre dudit plan de coupe (11). 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3r caractérisé par le fait que lesdits moyens (100) pour imprimer audit câble, en au moins un point (22) sur au moins l'une de deux dites portions rectilignes (9), un déplacement latéral alternatif suivant une direction ayant au moins une composante perpendiculaire audit plan de coupe comportent un guide (24) comprenant une gorge (25) délimitée par au moins deux parois (26,27) sensiblement parallèles audit plan de coupe, ledit guide étant monté en association avec ledit câble de façon que celui-ci passe dans ladite gorge et puisse y coulisser librement suivant son axe longitudinal, et des moyens (30) pour commander le déplacement dudit guide (24) suivant ledit mouvement latéral alternatif. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens (30) pour commander le déplacement dudit guide (24) suivant ledit mouvement alternatif comportent une embase (31) montée coulissante, ledit guide étant solidaire de ladite embase, un moteur (33) dont la sortie comporte un moyen d'axe (34) animé d'un mouvement alternatif, et une bielle (35) reliant ledit moyen d'axe à ladite embase (31). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit moteur (33) est un moteur rotatif suivant un axe sensiblement parallèle audit plan de coupe (11), son arbre de sortie (36) comportant une came (37), ladite came comportant un moyen (38) pour monter en rotation excentrée une extrémité (39) de ladite bielle (35). 7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que ledit guide (24) est constitué par un galet (40) comportant ladite gorge sur sa périphérie. 8. Système selon les revendications 5 et 7, caractérisé par le fait que les moyens (100) pour imprimer audit câble (3) ledit mouvement latéral alternatif comportent en outre des moyens (50) pour monter ledit galet en rotation sur ladite embase (31). 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour entratner en translation ledit câble dans un mouvement sans fin comprennent l'une (8) des deux poulies (7,8) constituant une poulie d'entrainement, et que ledit déplacement latéral alternatif suivant une direction ayant au moins une composante perpendiculaire audit plan de coupe est appliqué sur ledit câble sensiblement en un point (22) situé à proximité de l'entrée (43) dudit câble sur ladite poulie d'entratnement.