Brevet FR2773512A1 — publié le 19990716

La présente invention s'applique au domaine du débitage et de l'équarrissage de blocs de pierre dans les carrières d'extraction, et notamment dans les carrières de marbre et de granit. Le débitage de la pierre en tranches se faisant traditionnellement dans des ateliers. la roche extraite de la paroi doit être convoyée vers ces ateliers pour y être découpée. Des problèmes peuvent se poser particulièrement lorsque les blocs de pierre extraites sont trop volumineux pour être transportés tels quels, ou lorsqu'ils sont sans forme particulière permettant de favoriser un angle de coupe plutôt qu'un autre. Les blocs doivent alors impérativement subir une première opération de débitage sur place. Pour débiter de grandes masses de pierre sur le site d'extraction, la première solution consiste à forer des trous, à y introduire une charge explosive, et à provoquer l'explosion. C'est une méthode dangereuse, qui provoque beaucoup de nuisance ; vibrations, poussière, bruit, etc. .et dont les résultats sont parfois aléatoires. Une autre solution consiste à débiter sur le site d'extraction la masse à l'aide d'une scie à fil telles que celles installées sur les postes fixes, dans les ateliers. II existe à l'heure actuelle un dispositif fonctionnant sur ce principe. II s'agit d'une scie à fil dont le moteur est posé devant la masse et dont le fil découpe la masse verticalement grâce à un système de poulies posées devant la masse et sur la masse, effectuant une boucle. Le dispositif présente l'inconvénient de ne pas être suffisamment mobile, ce qui engendre des problèmes de complexité d'utilisation et de fragilité: - le fil n'étant pas toujours dans le même axe, il subit des torsions importantes - de plus, certains renvois d'angle sont effectués à même la roche et provoquent une rupture prématurée du fil. La présente invention entend remédier à tous ces problèmes en disposant une scie à fil sur un engin mobile. Le dispositif selon l'invention est une scie à portée variable, sur porteur, pour débiter et équarrir simultanément ou effectuer des reprises sur les blocs de pierre non transportables ou informes, dans les carrières. Selon un mode préféré de l'invention, L'engin porteur est de type excavateur à chenille, muni d'un bras articulé, au bout duquel on fixe les moyens d'entraînement et de guidage de la scie à fil. La scie est de préférence une scie à fil diamanté. L'invention permet ainsi de débiter et d'équarrir rapidement et facilement des blocs de pierre, même très importants, que l'on vient d'extraire de la paroi. Le dispositif selon l'invention permet de réaliser des coupes verticales sur une hauteur pouvant atteindre cinq mètres. Un autre avantage de l'invention est que le débitage et l'équarrissage, c'est-à-dire d'une part le morcellement d'un gros bloc de pierre et, d'autre part, le découpage de ce bloc à angles droits, sont réalisés simultanément. La précision et la rapidité du débitage permettent ainsi d'économiser de la matière et de l'énergie. A l'abri dans la cabine de l'engin porteur, I'opérateur ne subit plus la poussière et le bruit, et travaille en toute sécurité. D'autres avantages ressortiront de la description détaillée ci-après faite en référence aux figures annexées - la figure 1 représente un dispositif selon l'invention, replié, en déplacement; - la figure 2 représente un dispositif selon l'invention en position d'approche de la masse à débiter et à équarrir; - la figure 3 représente un dispositif selon l'invention en position de sciage - la figure 4 représente l'équarrissage d'un bloc informe de moyenne dimension. La figure 1 illustre un engin porteur (1) selon l'invention en position repliée pour le déplacement. L'engin porteur (1) est muni d'un bras articulé (2) au bout duquel est fixé un support principal (3). Le support principal (3) sert de guide aux poutres coulissantes (4,5). Le support principal (3) est orientable verticalement. Les poutres (4,5) sont mises en mouvement respectivement par les moteurs réducteurs (20,21) fixés sur le support principal (3). La poutre (4) coulisse à l'intérieur du support (3) à l'aide du moteur (20) et la poutre (5) coulisse à l'intérieur de la poutre (4) à l'aide du moteur (21). La portée de la scie est définie par la longueur de la poutre (4). La poutre (5) réalise un tendeur de fil de sciage qui sera décrit plus loin. Lorsque l'engin porteur (1) se déplace, son encombrement est réduit au maximum - le bras articulé (2) est replié - la poutre coulissante (4) est au minimum de sa longueur, et - les glissières (6,7) sont repliées sous la poutre (3). Lorsque l'engin porteur arrive à proximité de la masse, I'opérateur déploie le bras (2) puis les glissières verticales (6,7) à l'aide des vérins (8,9), commandés de son poste. La glissière (7), comme le montre la figure 2, est ensuite positionnée sur le sol afin de constituer un pied d'appui au support principal (3). La poutre (4) avec, à son extrémité, la glissière verticale (6), est ensuite déployée au dessus de la totalité du bloc (19), de façon que la glissière (6) vienne prendre appui au sol de l'autre côté du bloc (19) grâce au pivotement vertical du support principal (3). Le découpage est réalisé entre les coulisseaux (10,1 1) par le brin (12a) du fil (12) animé d'un mouvement linéaire à grande vitesse. Le moteur (13) entraine le fil (12) qui circule entre une pluralité de poulies (14,15,16,17 et 18). Elles sont au nombre de cinq. La poulie (14) est la poulie motrice. Les poulies (15,16,17 et 18) sont des poulies de renvoi. Les coulisseaux (10,11) supportant respectivement la poulie de renvoi (16) et la poulie motrice (14) sont animés d'un mouvement vertical selon les flèches (22,23) grâce aux moteurs (24,25). Les poulies de renvoi (17,18) sont disposées à l'extrémité de la poutre (4). Suivant la hauteur à laquelle se situe chaque coulisseau, le brin (12a) réalise un certain angle d'attaque avec la pierre, facilitant le découpage. Le mouvement des coulisseaux (10,11 ) sur les glissières (6,7) peut être coordonné ou non. Le dispositif selon l'invention comporte en outre un système de tendeur de fil, qui réajuste automatiquement la tension du fil (12)au furet à mesure du découpage, c'est-à-dire au fur et à mesure que la partie (12a) descend grâce au mouvement vertical des coulisseaux (10,11) sur les glissières (6,7). Le système de réajustement de la tension du fil est réalisée grâce à la poutre (5) coulissante, au bout de laquelle est fixée la poulie (16) à gorge caoutchoutée autour de laquelle circule le fil (12). La longueur de la poutre (5) est fonction de la hauteur du brin (12a). La poutre (5) est mise en mouvement à distance par le moteur réducteur (21). Lorsque le bloc de pierre (19) est entièrement découpé, les coulisseaux (10,11) remontent le long des glissières verticales (6,7) grâce aux moteurs réducteurs (24,25), et la poutre (5) se redéploie automatiquement grâce au moteur réducteur (21). La poutre (5) permet aussi de rééquilibrer le porte-à-faux du dispositif lorsque les glissières (6,7) ne sont pas encore positionnées, comme illustrée à la figure 1. Les figures 3 et 4 montrent l'invention dans une position de travail sur terrain plat non limitative, la configuration du terrain peut nécessiter de travailler avec des poutres (4,5) inclinées et la forme du bloc peut nécessiter de travailler avec une ou les deux glissières inclinées. Selon un mode préféré de l'invention, tous les vérins et les moteurs du dispositif sont à alimentation hydraulique et reliés aux commandes hydrauliques de l'engin mobile. Selon un autre mode de l'invention non illustré ici, on peut disposer sur un même engin porteur plusieurs scies à fil, ou tout au moins plusieurs fils de découpage parallèles ou non afin de réaliser simultanément plusieurs découpes dans la pierre. On peut imaginer par exemple quatre fils distants de 25 cm supportés et guidés par le même dispositif (3,4,5) et entraîné par le même moteur (13). Le dispositif à fil sera avantageusement démontable pour le transport. On peut aussi prévoir un support (3) orientable à la fois verticalement et horizontalement et prévoir en outre un ensemble de protections conformes aux normes de sécurité en vigueur. L'engin porteur mobile peut aussi se présenter sous la forme d'un portique. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le débitage et l'équarrissage de blocs de pierre non transportables à l'aide d'une scie à fil (12) entrainée par un moteur (13) et une pluralité de poulies, caractérisé en ce que la scie est disposée sur un engin porteur (1) mobile. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portée de la scie est variable. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portée variable est réalisée grâce à une pluralité de poulies de renvois (17,18) disposées à l'extrémité d'une poutre (4) coulissant grâce à un moteur (20) fixé sur un support orientable (3), au bout d'un bras articulé (2) de l'engin porteur (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la poutre coulissante (4) est supportée pendant les opérations de débitage et d'équarrissage par deux glissières (6,7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le découpage est réalisé par le brin (12a) du fil (12) situé entre deux poulies (18,14) montées chacune sur un coulisseau (10,11) coulissant sur les glissières (6,7) grâce aux moteurs (24,25). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les glissières (6,7) peuvent se rabattre sous la poutre (4) lorsqu'elle est au minimum de sa longueur, grâce aux vérins (8,9) et que le bras articulé (2) peut se plier. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'ajuster la tension du fil (12) composés d'une poutre (5) coulissant grâce à un moteur (21) fixée sur le support orientable (3) et au bout de laquelle est fixée une poulie de renvoi (16). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la scie comporte une pluralité de fils.