Brevet FR2702988A1 — publié le 19940930

i Chaîne à scier pour scies à moteur à chaîne La présente invention concerne une chaîne à scier pour scies à moteur à chaîne, équipée de maillons d'en- traînement, de maillons d'assemblage ainsi que de mail- lons coupants qui sont reliés de manière articulée entre eux par des rivets dont les têtes prennent appui, à l'ex- térieur des trous de rivet, contre les flancs latéraux des maillons. Dans des chaînes à scier connues de ce genre les différents maillons de la chaîne sont reliés de manière articulée par des rivets à tête convexe de sorte que les surfaces convexes des têtes de rivet font saillie latéra- lement sur les deux côtés des barrettes des différents maillons reliées entre elles par les rivets Notamment lorsqu'il s'agit de bois à fibres longues les têtes de rivet risquent, en circulant sur la barre guide-chaîne, de se trouver constamment au contact des flancs latéraux du trait de scie puisque les fibres du bois rebondissent dans le trait de scie Les rivets d'assemblage de chaînes à scier sont soumis à des contraintes extrêmement fortes. Ils doivent présenter une haute résistance dynamique aux efforts répétés et être à l'épreuve d'efforts de traction et de cisaillement très importants qui, pour les hautes vitesses de circulation, s'exercent sur eux au cours du travail de coupe En conséquence, les assemblages connus, réalisés avec des rivets à tête convexe, exigent une ré- sistance mécanique correspondant à ces fortes contraintes ainsi qu'un dimensionnement approprié et suffisant En outre, les rivets usuels à tête de pose convexe ont pour inconvénient que, du fait qu'à partir du bord de la tête de rivet jusqu'au milieu de celle-ci la fente entre la surface de la tête de rivet et le trait de scie se rétré- cit en forme de coin, des copeaux peuvent aisément y rester coinçés, ce qui peut conduire à des pertes de ren- dement. Or la présente invention a pour objet de transformer le mode de construction, généralement pratiqué depuis des décennies, des rivets d'assemblage à tête convexe de tel- le manière que l'assemblage par rivets présente en défi- nitive une résistance mécanique accrue qu'il s'agit d'ob- tenir sans inconvénients techniques sur le plan de la fa- brication et qui présente en outre des conditions de frottement plus favorables. Ce but est atteint, en ce qui concerne une chaîne à scier pour scies à moteur à chaîne, équipée de maillons d'entraînement, de maillons d'assemblage ainsi que de maillons coupants qui sont reliés entre eux de manière articulée par des rivets dont les têtes prennent appui, à l'extérieur des trous de rivet, contre les flancs laté- raux des maillons, selon l'invention par le fait que les têtes de rivet sont réalisées, tout au moins approximati- vement dans la région du trou de rivet, sous une forme concave En conséquence, les têtes de rivet présentent, dans le cas d'une scie à moteur à chaîne, une courbure concave peu profonde qui, orientée vers la tige de rivet et disposée symétriquement par rapport à celle-ci, se transforme, dans la région radialement extérieure de la tête de rivet, en un bourrelet annulaire de telle sorte que celui-ci forme un épaississement en comparaison de la région légèrement concave située à peu près centralement. A cet égard la courbure dans la région concave est uniforme Avantageusement, le rapport du rayon de courbure au diamètre de la tige de rivet est compris sen- siblement entre 1,5 et 3 et est de préférence égal à 2. Pour améliorer le tracé des fibres et, par sui- te, en vue d'accroître la résistance mécanique et de ré- duire le frottement de la tête de rivet contre les parois latérales du trait de scie la région de transition de la partie concave au bourrelet annulaire est, selon l'inven- tion réalisée de façon à évoluer progressivement de mani- ère à éviter des endroits de discontinuité ou d'interrup- tion dans le tracé incurvé des génératrices. Avantageusement, la courbure concave c'est-à- dire l'évidement concave, de la tête de rivet est réali- sée, pour un observateur regardant en direction de l'axe du rivet, de telle manière que cet évidement recouvre au moins approximativement la section du trou de rivet et ce perpendiculairement à l'axe de celui-ci On obtient ainsi que lors de la mise en forme à la presse, par exemple lors du procédé au rouleau, par refoulement ou analogue, de la tête de rivet concave une répartition favorable de la pression, pour un tracé de fibres en même temps favo- rable dans la région radialement extérieure du bourrelet annulaire et, par suite, un haut degré de résistance mé- canique soient assurés C'est également dans ce but que la tête de rivet concave avec le bourrelet annulaire se trouve, pour un observateur regardant en direction de l'axe du rivet, axialement à l'extérieur des surfaces d'appui latérales des éléments de la chaîne disposés les uns en regard des autres et reliés entre eux par les ri- vets, c'est-à-dire que la tête de rivet et le bourrelet annulaire font saillie au-delà des surfaces d'appui laté- rales Ainsi la forme de réalisation concave prévue pour le rivet est limitée à la partie de la tête de rivet fai- sant saillie au-delà des flancs latéraux des barrettes des maillons de chaîne Par conséquent, la tête de rivet peut, lors de la fabrication, que ce soit par voie de dé- formation au rouleau, de refoulement ou analogue, être fortement comprimée La tête de rivet présente des pro- priétés de résistance mécanique particulièrement favora- bles lorsque, selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le bourrelet annulaire présente, observé en direc- tion de l'axe du rivet, sa plus forte épaisseur approxi- mativement dans la région de la périphérie extérieure du trou de rivet Avantageusement, pour un observateur re- gardant en direction de l'axe du rivet, au moins 50 % de la masse du bourrelet annulaire se trouve radialement à l'extérieur du trou de rivet. Dans une forme de réalisation avantageuse le bourre- let annulaire et l'évolution de la région concave de la tête de rivet sont accordés l'un à l'autre et dimen- sionnés de telle manière que dans la tête de rivet finie les fibres de la matière constitutive de la partie ra- dialement extérieure du bourrelet annulaire s'étendent au moins à peu près parallèlement à la surface du maillon de chaîne sur laquelle le bourrelet prend appui. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le rapport de l'épaisseur maximale du bourrelet annulaire à l'épaisseur minimale de la tête de rivet est compris entre 1,2 et 5 et est de préférence égal à 2. L'objet de l'invention est expliqué plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 montre, en vue latérale, une partie d'u- ne scie à moteur à chaîne; la figure 2 montre une coupe à travers un maillon d'assemblage qui est relié par un rivet à un maillon cou- pant, la forme de réalisation convexe, jusqu'à présent usuelle, de la tête de rivet étant indiquée par des traits mixtes; la figure 3 montre une même coupe à travers un as- semblage correspondant à la figure 2, la forme de réali- sation selon l'invention de la tête de rivet étant dessi- née dans la moitié gauche et la forme classique de la tê- te de rivet dans la moitié droite; les flèches figurant à l'extérieur de la tête de rivet indiquent la direction de poussée de l'outil de rivetage respectivement pour la forme concave et pour la forme convexe classique de la tête de rivet; les flèches à l'intérieur de l'assemblage à rivets indiquent la direction de la pression qui en résulte à l'intérieur du rivet; et la figure 4 montre une coupe analogue à celle de la figure 3, la moitié gauche représentant également la tête de rivet selon l'invention et la moitié droite la tête de rivet classique avec le tracé de fibres respectif dans la tête de rivet. La chaîne à scier l présente, comme illustré sur la figure 1, des maillons d'entraînement 2, des maillons coupants 3 ainsi que des maillons d'assemblage, également appelés éclisses 4 et des rivets 6 au moyen desquels ces maillons sont reliés de manière articulée pour former une chaîne Les maillons coupants 3 peuvent être réalisés sous la forme de dents de rabotage ou d'arrachement ou d'une autre manière, le limiteur de profondeur 5 et les maillons coupants 3 étant dans l'exemple de réalisation réalisés en une seule pièce Il est cependant également concevable que les limiteurs de profondeur constituent des maillons séparés de la chaîne ou que des organes de sécurité additionnels soient encore prévus Les rivets d'assemblage 6 sont constitués par une tige munie des deux côtés de têtes de rivet 7, 7 qui, à l'extérieur des trous de rivet 10, prennent appui contre les flancs latéraux des maillons de la chaîne, à savoir contre leurs parties de barrette plates. Comme le montrent les figures, les têtes des rivets sont selon l'invention réalisées, au moins approximative- ment dans la région des trous de rivet 10, sous une forme concave, la courbure concave, en tant qu'évidement, étant située dans la région centrale de la tête de rivet et re- couvrant au moins approximativement le trou de rivet 10. L'évidement concave 8 de la tête de rivet 7 se transfor- me, dans sa région marginale radialement extérieure, en un bourrelet à courbure convexe 9 qui forme un bourrelet annulaire Ce bourrelet annulaire 9 se trouve avantageu- sement, pour un observateur regardant en direction de l'axe 6 " du rivet, avec au moins 50 % de sa part de ma- tière radialement à l'extérieur du trou de rivet 10. L'essentiel c'est que les génératrices de la courbure concave 8 rejoignent, sans brusques variations ni inter- ruptions, afin d'obtenir une orientation de pression et un tracé de fibres favorables et des coefficients de frottement avantageux, la courbure plus forte du bourre- let annulaire Ainsi il est obtenu pour la tête de rivet une forme dans laquelle le bourrelet annulaire 9, observé en direction de l'axe de rivet 6 ", présente sa plus forte épaisseur approximativement dans la région de la périphé- rie extérieure 12 du trou de rivet 10, de sorte que l'o- rientation de la pression et le tracé de fibres favora- bles, représentés sur les figures 3 et 4, sont favorisés pour la tête de rivet selon l'invention La résistance mécanique en cas de cisaillement de la tête de rivet est supérieure à celle d'une tête de rivet convexe puisque pour une même section de cisaillement le tracé des fibres est plus favorable. La chaîne à scier représentée à titre d'exemple sur la figure 1 est réalisée de telle manière que la paroi du trou de rivet, c'est-à-dire la surface portante du trou de rivet, se trouve élargie, par une partie conique 10 ', en direction des surfaces d'appui 11 Dans une forme de réalisation de ce genre la plus forte épaisseur d du bourrelet annulaire 9 se trouve avantageusement dans la région de la périphérie extérieure 12 de la partie coni- que 10 ' du trou de rivet 10. Il ressort de la figure 4 que la tête de rivet a ob- tenu une forme pour laquelle les fibres de la matière constitutive, désignées par 13, s'étendent, dans la régi- on radialement extérieure du bourrelet annulaire 9, au moins approximativement parallèlement à la surface d'ap- pui il du maillon de chaîne, de sorte que la résistance mécanique du rivetage est plus grande que pour une tête de rivet convexe En outre, la pression exercée sur la paroi du trou entre la tige de rivet 6 ' et le trou de rivet correspondant dans les maillons à relier est plus forte Cette pression accrue est obtenue grâce aux pro- cessus de déformation modifiés durant l'opération de ri- vetage (voir la figure 3) Les flèches qui sur cette fi- gure se trouvent extérieurement sur la tête de rivet 7 montrent la pression de déformation que l'outil de rive- tage exerce et qui se traduit par une pression radiale plus forte dans la tige de rivet Conformément au nombre des flèches la pression exercée sur la collerette du ri- vet est, comme indiqué sur la figure 3, moindre puisque la pression ne peut elle-même se répartir qu'une seule fois Par suite de la forme convexe de l'outil de rive- tage l'orientation de la pression lors du rivetage pré- sente, sur une grande partie de la surface concave de la tête de rivet, déjà une composante radiale qui améliore nettement le caractère prononcé de la pression radiale exercée dans la tige du rivet contre la paroi du trou. Contrairement à la forme de réalisation convexe usuelle, représentée également sur les figures 3 et 4, de la tête de rivet et pour laquelle les fibres sont fortement re- foulées et repliées aux extrémités pratiquement de 1800, dans la forme de réalisation selon l'invention ces fibres sont repoussées, sans refoulement intensif, hors de l'axe de la tige de rivet 6 ' vers l'extérieur et ainsi repliées au maximum de 900 Ainsi le tracé des fibres dans la sec- tion déterminante pour la résistance au cisaillement de la tête de rivet n'est guère perturbé, ce qui produit un effet favorable sur la résistance au cisaillement Grâce à l'accroissement de la résistance mécanique du rivetage il est possible de réaliser la tête de rivet dans son en- semble sous un plus faible volume et sous une forme plus plate, comme le montre la figure 2, o la largeur Bl d'un rivet à tête de pose convexe est supérieure à la largeur B 2 d'un rivet à tête de pose concave. Comme déjà indiqué, des têtes de rivet plus plates selon l'invention présentent un moindre frottement laté- ral de la chaîne dans le trait de scie En outre, il est possible de rendre le coude des dents coupantes moins ai- gu, ce qui conduit à un rétrécissement du trait de scie. La diminution de la largeur du trait de scie entraîne également une diminution du travail d'enlèvement de co- peaux nécessaire au sciage ceci permet un sciage plus rapide. Le fluage favorable de la matière lors du rivetage d'une tête de rivet concave offre également des avantages sur le plan technique de la fabrication Du fait des dé- formations réduites de la matière de rivetage les pres- sions nécessaires au rivetage sont faibles L'usure d'ou- tils et de machines de rivetage se trouve réduite et les cadences de rivetage peuvent être accrues Il est en ou- tre pratiquement exclu que la pression axiale exercée sur la tige du rivet fasse sauter la collerette de celui-ci. Pour obtenir des pressions élevées sur la paroi des trous de rivet avec des têtes de rivet convexes il est néces- saire de soumettre le rivet à un refoulement préalable avant de procéder au rivetage En cas de rivetage avec Q une tête de rivet concave ce refoulement préalable peut chaque fois être réduit ou entièrement omis en fonction des exigences en matière de résistance mécanique Ceci augmente la sûreté de fabrication car des éclatements de collerettes de rivets peuvent également se produire par suite du refoulement préalable De surcroît, pour un ri- vet à tête concave la quantité de matière utilisée est moindre, ce qui réduit en même temps le coût de fabrica- tion du rivet et conduit, en particulier en combinaison avec des dents coupantes à coude moins aigu, à une dimi- nution de poids de la chaîne Ceci se traduit également par une diminution des vibrations et bruits produits. Un autre avantage est décrit ci-dessous Lors de la réparation d'une chaîne à scier et lors de la mise à la longueur d'une chaîne individuelle à partir d'un rouleau de chaîne (marchandise au mètre), par exemple par un re- vendeur, le rivetage doit être défait en exerçant une poussée sur le rivet ou en frappant celui-ci de façon à l'expulser Dans le cas de la forme de réalisation conve- xe, connue jusqu'ici, du rivet l'outil de dérivetage s'é- loigne souvent du milieu du rivet ou glisse même hors de contact avec la tête de rivet convexe Il en est notam- ment ainsi lorsque les chaînes sont décomposées par des revendeurs, voire même sur place par des ouvriers fores- tiers, qui souvent font sortir des rivets des chaînes en utilisant un outil impropre, par exemple un marteau ou un poinçon Dans ces conditions des parties avoisinantes de la chaîne ou de l'outil même risquent d'être endommagées. Dans le cas d'une tête de rivet concave l'outil de déri- vetage se centré de lui-même, avant ou au début du pro- cessus de dérivetage, de sorte que des dégâts causés aux éléments constitutifs de la chaîne ou de l'outil sont exclus. Il s'est avéré qu'une forme de réalisation préférée est obtenue lorsque, pour un diamètre de tige de rivet compris entre 2 mm et 5 mm, le rayon R de l'évidement concave 8 de la tête de rivet 7 présente une valeur qui est comprise entre 3 mm et 15 mm En outre, il est avanta- geux que le rapport de l'épaisseur maximale d du bourre- let annulaire 9 à l'épaisseur minimale dl de la tête de rivet 7 (voir la figure 2) soit compris entre 1,2 et 5, et soit de préférence égal à 2, de sorte que, malgré la courbure concave 8, la tête de rivet 7 comporte encore suffisamment de matière à l'extérieur du trou de rivet proprement dit 10 dans la région des surfaces d'appui planes 11 des parois latérales des maillons de la chaîne. 1 1 REVENDICATIONS 1 Chaîne à scier pour scies à moteur à chaîne, équipée de maillons d'entraînement, de maillons d'assem- blage ainsi que de maillons coupants, qui sont reliés en- tre eux de manière articulée par des rivets dont les tê- tes prennent appui, à l'extérieur des trous de rivets, sur les flancs latéraux des maillons, caractérisée en ce que les têtes de rivet ( 7) sont réalisées, au moins ap- proximativement dans la région du trou de rivet ( 10), sous une forme concave. 2 Chaîne à scier selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'évidement concave ( 8) de la tête de rivet ( 7) se transforme, dans la région marginale radia- lement extérieure ( 9) de la tête de rivet, en un bourre- let convexe ( 9). 3 Chaîne à scier selon la revendication l ou 2, ca- ractérisée en ce que l'évidement concave ( 8) et le bour- relet annulaire ( 9) se rejoignent de manière progressive. 4 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que la partie concave ( 8) de la tête de rivet ( 7) recouvre, pour un ob- servateur regardant dans la direction de l'axe de rivet ( 6 "), la section du trou de rivet ( 10) au moins approxi- mativement. 5 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que le bourre- let annulaire ( 9) présente, pour un observateur regardant en direction de l'axe de rivet ( 6 "), sa plus forte épais- seur approximativement dans la région de la périphérie extérieure ( 12) du trou de rivet ( 10). 6 Chaîne à scier dans laquelle la paroi d'un trou de rivet ( 10) s'élargit coniquement vers l'extérieur en direction de la tête de rivet ( 7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plus forte épaisseur (d) du bourrelet annulaire ( 9) se trouve dans la région de la périphérie extérieure de la partie conique ( 10 ') du trou de rivet ( 10). 7 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que, pour un observateur regardant en direction de l'axe de rivet ( 6 "), au moins 50 % de la masse constitutive du bourrelet annulaire ( 9) se trouvent radialement à l'extérieur du trou de rivet ( 10). 8 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de la matière constitutive s'étendent, dans la région radialement extérieure du bourrelet annulaire ( 9), au moins à peu près parallèlement à la surface d'appui ( 11) des maillons de la chaîne. 9 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que, pour un diamètre de tige de rivet compris entre 2 mm et 5 mm, le rayon (R) de l'évidement concave ( 8) de la tête de rivet ( 7) présente une valeur comprise entre 3 mm et 15 mm. 10 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que la tête de rivet ( 7), y compris le bourrelet annulaire ( 9) et la courbure concave ( 8), se trouve axialement à l'extérieur des surfaces d'appui latérales ( 11) des maillons ( 2; 3; 4; 5) de la chaîne à scier reliés par le rivet. 11 Chaîne à scier selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que le rapport de l'épaisseur maximale (d) du bourrelet annulaire ( 9) à l'épaisseur minimale (dl) de la tête de rivet ( 7) est5 compris entre 1,2 et 5 et est de préférence égal à 2.