Brevet FR2790699A1 — publié le 20000915

La présente invention concerne une chaîne de scie, servant à tailler du béton durci et elle concerne plus particulièrement la manière de réduire l'usure de la chaîne de scie. Une chaîne de scie, utilisée pour découper du béton, est soumise à des problèmes d'usure tout à fait particuliers. En effet, à la différence de la découpe du bois, dans laquelle le bois est essentiellement enlevé sous la forme de copeaux, le découpage du béton implique l'enlèvement de matière par abrasion, sous la forme de particules minuscules appelées fines. Si elles sont incontrôlées, les fines se dispersent dans le milieu ambiant et elles pénètrent dans les fissures et les crevasses les plus petites qui soient. On peut agir sur les fines en utilisant de grandes quantités d'eau sous pression. De l'eau est amenée à circuler dans la chaîne de scie et elle capte les fines, pour les transformer alors en une suspension épaisse. L'eau assure en même temps le refroidissement des outils et de la surface de travail car la forme de coupage par abrasion produit une chaleur extreme. Un problème particulier se pose dans le cas de la chaîne de scie du fait que celle-ci se compose de nombreux maillons individuels, maillons centraux et maillons latéraux, reliés les uns aux autres par des rivets de manière à pouvoir pivoter. Chaque maillon est pourvu d'un trou avant et d'un trou arrière pour rivets et un trou arrière d'un maillon central est aligné sur les trous avant d'une paire de maillons latéraux suivants, tandis que le trou avant du maillon central est en alignement avec les trous arrière d'une paire de maillons latéraux précédents. Des rivets enfoncés dans les trous alignés assemblent les maillons et l'opération est répétée jusqu'à ce que soit constituée une boucle désirée de chaîne de scie. La boucle est montée sur une glissière de guidage et sur un pignon d'entraînement et elle se déplace selon un chemin sensiblement ovale. Du fait que les maillons individuels suivent ce chemin sensiblement ovale, les maillons pivotent les uns par rapport aux autres, notamment lors du passage aux extrémités. La puissance d'entraînement requise pour entraîner la chaîne de scie est communiquée par le pignon d'entraînement, dont les dents sont conçues pour s'adapter entre des maillons centraux successifs et pour venir en prise avec les bords arrière des maillons centraux. Le problème que traite la présente invention est celui de l'usure de la chaîne à cause des mouvements de pivotement. Les rivets sont bloqués sur les maillons latéraux si bien que les surfaces de frottement, c'est-à- dire là o se produit un mouvement relatif, sont les surfaces cylindriques des rivets et les parois intérieures des trous pour rivets des maillons centraux. Bien que les maillons centraux et les maillons latéraux soient à ajustement étroit, la suspension épaisse de fines et d'eau arrive sur et entre les surfaces de frottement et elle en accélère l'usure. Pour pouvoir réduire cette usure, on augmente la pression d'eau, par exemple, jusqu'à 100 psi afin de maintenir un débit élevé d'eau qui réduit, du moins partiellement, l'effet abrasif de la suspension épaisse (fines mélangées à l'eau). Il est rappelé que 1 psi correspond à environ 7 kPa. Or, une pression d'eau de 100 psi donne également lieu à des problèmes car elle n'est pas facilement disponible sur de nombreux chantiers. D'autre part, l'usure n'en reste pas moins excessive. Une telle usure provoque un allongement de la chaîne, à un point tel que le pignon d'entraînement ne peut plus s'adapter correctement entre les maillons centraux, avec pour résultat encore un autre problème d'usure. Par conséquent, cette usure cumulée réduit prématurément la durée de vie de la chaîne, à savoir bien avant ce que l'on peut espérer comme durée de vie pour les dents de coupe. Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, les surfaces d'articulation/frottement au niveau du rivet et des parties de bord des trous des maillons centraux sont hermétiquement protégées contre l'écoulement de la suspension épaisse, par la présence d'une rainure circulaire entourant le trou pour rivet dans les maillons latéraux, de part et d'autre du maillon central, par l'application d'un lubrifiant au niveau des surfaces de frottement et par la mise en place d'un joint torique dans les rainures. La rainure et le joint torique s'épousent de telle manière que la fixation des rivets dans les trous presse le joint torique entre la face des maillons centraux et le fasse pénétrer dans la rainure pour ainsi constituer un joint circulaire d'étanchéité entourant le rivet. On peut également prévoir d'autres formes d'étanchéité. Ainsi, par exemple, on peut utiliser une rondelle biseautée du type à faible frottement, qui est comprimée entre le maillon central et le maillon latéral. Les surfaces de frottement étant rendues étanches, on a procédé à des essais qui ont permis de constater une augmentation notable de la durée de vie en service, contrebalançant largement le coût du joint d'étanchéité. D'autre part, on n'a plus besoin d'une pression d'eau aussi élevée, ce qui permet par conséquent de la réduire, par exemple, jusqu'à environ 10 psi. Ces avantages, ainsi que d'autres avantages et particularités ressortiront mieux de la description détaillée, qui va suivre, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue d'une scie à chaîne destinée au coupage de matériaux à base de granulats; la figure 2 est une vue éclatée d'un mode de réalisation d'une partie d'une chaîne destinée à une scie à chaîne selon la figure 1; la figure 2A est une vue de la chaîne de scie, selon la figure 2, à l'état assemblé; la figure 2B est une vue en coupe suivant les lignes 2B-2B à la figure 1; la figure 3 est une vue éclatée d'un autre mode de réalisation d'une partie d'une chaîne destinée à une scie à chaîne selon la figure 1; la figure 3A est une vue en coupe, similaire à la figure 2B, mais de la chaîne selon la figure 3; la figure 3B est une vue en coupe d'une rondelle cuvette du type élastique pour la chaîne de scie selon la figure 3; et les figures 4A, 4B et 4C sont des vues d'un troisième mode de réalisation de la présente invention. On va, à présent, décrire un premier mode préféré de réalisation de la présente invention. La figure 1 représente une scie à chaîne 10 prévue pour couper des matériaux à base de granulats. La scie 10 est du type comportant une chaîne de scie 12 articulée et montée sur une glissière de guidage 14. La chaîne de scie 12 est entraînée suivant la glissière de guidage 14 par un pignon d'entraînement 16. Le pignon d'entraînement 16 est, quant à lui, entraîné par une tête de commande 18. La chaîne de scie comporte, de manière type, des têtes de coupe 20 montées sur des paires de maillons latéraux (tirants) 22. Les têtes de coupe 20 viennent en contact avec le matériau à base de granulat et elles en retirent de la matière au fur et à mesure que la chaîne 12 est acheminée autour de la glissière de guidage 14. Des éléments de garde de protection 24 sont normalement prévus entre des têtes de coupe 20 successives afin de protéger ces têtes 20 contre toute force d'impact. Les fines, produites par les têtes de coupe 20 lors de l'attaque du matériau à base de granulat, sont très abrasives et il est, par conséquent, préférable que les fines soient éliminées de la chaîne de scie en mouvement et d'autre part que les fines ne puissent pas arriver sur des surfaces mobiles de frottement de la chaîne de scie. La glissière de guidage 14 est pourvue de passages internes 26 afin de fournir un fluide de refroidissement et de nettoyage à la rainure de guidage 28. Ce fluide de refroidissement et de nettoyage chasse les fines, produites par les têtes de coupe 20, hors de la rainure 28 et les éloigne de la chaîne 12. En outre, le fluide de nettoyage constitue un lubrifiant pour la chaîne de scie 12 et pour la rainure de guidage 28. Certaines des fines se trouvent mélangées au fluide de nettoyage, ce qui produit une suspension épaisse très abrasive. Pouvoir empêcher que cette suspension épaisse ne parvienne jusqu'à la surface de frottement entre les maillons de la chaîne de scie et les rivets revêt une importance primordiale pour la réduction de l'usure de la chaîne. Les maillons centraux d'entraînement de la chaîne de scie pivotent sur les rivets lorsque la chaîne est acheminée autour de la glissière de guidage. La figure 2 montre une vue éclatée partielle d'un mode de réalisation d'une chaîne de scie 12 comportant un élément d'étanchéité pour prévenir l'arrivée de fines sur la surface de frottement du rivet et des maillons d'entraînement. La figure 2 représente des maillons centraux d'entraînement 30, des maillons latéraux (tirants) 22, des rivets 32 et des éléments élastiques 34, par exemple sous la forme de joints toriques en élastomère. Chaque maillon central 30 comporte des alésages 36 dimensionnés pour recevoir la partie centrale 38 des rivets 32. Les maillons latéraux 22 présentent également des alésages 40 servant à loger la partie tige 42 des rivets 32. Chaque maillon latéral 22 comprend également des rainures 44, formées de manière concentrique aux alésages afin de recevoir des joints toriques 34. Les figures 2A et 2B montrent des parties de la chaîne assemblée. Fondamentalement, les joints toriques 34 sont installés dans les rainures 44 des maillons latéraux 32, comme le montre la figure 2B. Du lubrifiant est appliqué sur la partie centrale 38 du rivet 32 et sur le plat 46 entre les rainures 44 et l'alésage 36. Les rivets 32 sont mis en place dans les maillons d'entraînement 30 par leur partie centrale 38 enfoncée dans l'alésage 36. Le maillon latéral est adapté sur le rivet 32, dont la partie tige 42 pénètre dans l'alésage 40 destiné au rivet 32. Une extrémité de la partie tige 42 du rivet est conformée en une tête 48, par exemple par bouterollage. L'opération de bouterollage bloque solidement le maillon latéral entre la tête 48 du rivet 32 et un épaulement 39 de la partie centrale 38 du rivet 32. Le rivet 32 est retenu en position de manière à ne pas pouvoir tourner par rapport au maillon latéral 22. Les joints toriques 34 élastiques sont enfoncés par compression dans les rainures 44 des maillons latéraux 22, les joints toriques 34 étant en contact sous compression avec le maillon central d'entraînement 30. Les joints toriques 34 constituent donc un moyen d'étanchéité très efficace afin de prévenir toute pénétration de fluides ou d'autres contaminants entre le maillon central d'entraînement 30 et les maillons latéraux 22. Ces joints d'étanchéité empêchent également le lubrifiant de s'échapper des surfaces de frottement et on notera que les joints toriques peuvent avantageusement présenter des sections transversales différentes, par exemple de forme carré au lieu de ronde, telle que montrée sur les dessins. Le maillon central d'entraînement 30 peut pivoter sur la partie centrale 38 du rivet 32. Le maillon central d'entraînement 30 pivotera sur la partie centrale 38 du rivet 32 pour permettre l'articulation de la chaîne autour de la glissière de guidage 14. La surface de frottement entre la partie centrale 38 du rivet 32 et l'alésage 36 du maillon central d'entraînement est ainsi hermétiquement protégée contre toute entrée de substances étrangères. Les figures 3 et 3A représentent un autre agencement pour assurer l'étanchéité de la surface de frottement entre la partie centrale 38 du rivet 32 et l'alésage 36 du maillon d'entraînement 30. Comme on le voit sur ces figures, le maillon central d'entraînement 30 comporte des alésages 36 qui logent la partie centrale 38 du rivet 32. Les maillons latéraux 22 présentent des alésages 40 dimensionnés de manière à recevoir la partie tige 42 des rivets 32. Les maillons latéraux 22 présentent une rainure de forme 50, concentrique à l'alésage 40. Les joints toriques en élastomère sont remplacés ici par des rondelles ressorts 52 du type cuvette (figure 3B), dimensionnées de manière à s'adapter dans la rainure 50 et constituant un joint d'étanchéité, comme on l'expliquera plus loin. La figure 3A montre l'ensemble constitué par les éléments selon la figure 3 et, comme on l'a précédemment décrit, une tête 48 est formée sur le rivet 32. Pendant l'opération de bouterollage du rivet 32, la rondelle cuvette 52, logée dans la rainure 50 du maillon latéral 22, est poussée contre le côté du maillon central d'entraînement 30 et contre le fond de la rainure 50. La rondelle cuvette 52, placée dans la rainure 50, est élastiquement comprimée pour porter contre le côté du maillon d'entraînement 30. Les rondelles cuvettes 52, portant contre les côtés du maillon d'entraînement, constituent un joint d'étanchéité servant à prévenir toute entrée de contaminants dans la zone de portée entre la partie centrale 38 du rivet 32 et l'alésage 36 du maillon d'entraînement 30. L'opération de bouterollage de la tête de rivet 48 obture hermétiquement l'alésage 40 du maillon latéral 22 afin d'empêcher l'entrée de tout contaminant dans l'alésage 40 des maillons latéraux 22. Ainsi qu'on l'a déjà expliqué plus haut, le rivet 32 ne peut pas tourner par rapport aux maillons latéraux 22. Toutefois, le maillon central d'entraînement 30 pivotera sur la partie centrale 38 du rivet 32 pour ainsi permettre l'articulation de la chaîne autour de la glissière de guidage 14. Les agencements d'étanchéité, représentés sur les figures 2 et 3, constituent en fait une chambre, hermétiquement fermée par les joints toriques et par les rondelles cuvettes, permettant de prévenir l'échappement du lubrifiant appliqué sur les surfaces de frottement au niveau de la partie centrale 38 du rivet 32 et de l'alésage 36 présent sur le maillon d'entraînement 30. Les chambres, ainsi rendues étanches, empêchent également l'arrivée de fines ou de fractions de suspension épaisse sur les surfaces de frottement entre les maillons centraux d'entraînement et les rivets de la chaîne de scie. Les figures 4A à 4C montrent un troisième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce troisième mode de réalisation, on obtient l'étanchéité autour des trous pour rivets en fixant un anneau en élastomère 60 sur la face du maillon central d'entraînement 30. Lorsque les maillons latéraux 22 sont assemblés au maillon central 30, ils compriment l'anneau en élastomère de forme torique pour assurer l'étanchéité désirée (la figure 4C montre l'anneau en élastomère avant compression). Les maillons latéraux seront légèrement écartés du maillon central étant donné qu'il n'est pas prévu de rainures dans ce mode de réalisation (mais, bien entendu, on pourrait en prévoir). Des résultats satisfaisants ont été obtenus, dans le cas du mode de réalisation selon les figures 4A à 4C, en utilisant du VITRONTM en tant que matériau d'étanchéité. On comprendra aisément que l'anneau en élastomère selon les figures 4A à 4C peut également être appliqué sur les maillons latéraux 22, au lieu de l'être sur le maillon central d'entraînement 30. Il en va de même en ce qui concerne les modes de réalisation selon les figures 1 à 3. Les joints toriques et les rondelles cuvettes peuvent être placés dans des rainures, du type indiqué par les références 50 ou 44, et qui seraient formées dans le maillon central d'entraînement 30 au lieu de l'être dans les maillons latéraux 22. Bien que la présente invention ait été plus particulièrement montrée et décrite en liaison avec des modes préférés de réalisation de celle-ci, il sera aisément compris, par les personnes expérimentées dans cette technique, qu'il est possible d'y apporter des modifications dans la forme et dans des détails et ce, sans5 pour autant sortir de l'esprit ni du champ d'application de l'invention. La présente invention n'est donc nullement limitée aux modes de réalisation qui ont été proposes. REVENDICATIONS 1. Chaîne de scie (12), destinée à tailler du béton et caractérisée en ce qu'elle comprend: un assemblage de maillons de chaîne de scie, comprenant des maillons centraux (30) et des maillons latéraux (22) présentant des ouvertures avant et arrière (36, 40) alignées de manière à coopérer, et des rivets (32) traversant les ouvertures alignées d'une paire de maillons latéraux (22) et d'un maillon central (30) afin de relier des paires de maillons latéraux à des maillons centraux selon une suite alternée pour ainsi former une boucle continue de chaîne de scie; chaque raccordement par rivet constituant un axe de pivotement autour duquel un maillon central (30) pivote par rapport à une paire de maillons latéraux (22) et définissant des surfaces adjacentes de frottement sur chaque maillon central et sur chaque maillon latéral, ayant un mouvement relatif de glissement circulaire, et définissant en outre un passage entre lesdites surfaces de frottement s'étendant à l'intérieur et autour des ouvertures occupées par lesdits rivets (32); et un élément élastique (34, 52, 60) comprimé dans ledit espace et entourant les ouvertures, pour constituer un joint circulaire d'étanchéité qui obture le passage et qui empêche des contaminants d'arriver dans lesdites ouvertures (36, 40) par l'intermédiaire desdits passages. 2. Chaîne de scie destinée à tailler du béton selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une rainure circulaire (44, 50) formée dans l'une desdites surfaces de frottement entourant ladite ouverture, et dans laquelle l'élément élastique (34, 52, 60) est placé dans la rainure et est poussé contre l'autre desdites surfaces de frottement. 3. Chaîne de scie destinée à tailler du béton selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément élastique est un joint torique (34) en élastomère, placé dans ladite rainure (44) et configuré de manière à être comprimé contre l'autre desdites surfaces de frottement. 4. Chaîne de scie destinée à tailler du béton selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément élastique est une rondelle ressort (52) du type cuvette. 5. Chaîne de scie destinée à tailler du béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément élastique est un anneau (60) en élastomère fixé sur la face et entourant le trou pour rivet de l'un des maillons central ou latéral.