Brevet FR2956335A1 — publié le 20110819

-1- Dispositif de découpe d'un matériau à découper La présente invention concerne un dispositif de découpe d'un matériau à découper, par exemple du béton. Il existe un besoin récurrent de découpe de matériau, par exemple pour couper en deux des blocs de matériau ou encore pour réaliser des saignées dans des murs. La réalisation de coupe de faible profondeur, typiquement inférieure à 40 cm, peut être obtenue au moyen de dispositifs connus et couramment utilisés. Cependant lorsque la profondeur de coupe devient plus importante, les dispositifs classiques peuvent ne plus être aussi efficaces, voir impossible à utiliser. Parmi les dispositifs classiques, on peut citer les tronçonneuses à chaîne. La profondeur de coupe de ces tronçonneuses est généralement limitée à une soixantaine de centimètre. De plus, la largeur de la saignée ou de la coupe est limitée par la largeur de la chaîne. En outre, ce type de dispositif de découpe s'avère relativement couteux et de faible rendement. Pour atteindre des profondeurs plus importantes, il existe des scies circulaires murales. Elles peuvent permettre d'atteindre des profondeurs de coupe de l'ordre de 80 cm. Cependant pour atteindre des profondeurs de coupe de 80 cm, il est nécessaire d'utiliser des lames circulaires de 2 mètres de diamètre. Ainsi, de tels dispositifs présentent un très grand encombrement et sont relativement complexes à utiliser. Il existe également des dispositifs de découpe à câble, par exemple des scies à câbles. Dans de tels dispositifs à câble, un câble est entraîné par un moteur suivant un parcours de découpe obtenu au moyen d'un 2956335 -2 ensemble de poulies. On applique une certaine tension mécanique au câble qui va permettre de découper, le matériau. Selon le type de matériau à découper le câble peut être un câble diamanté constitué d'une succession de 5 perles diamantées séparées par un ressort, le ressort étant noyé dans une enveloppe en caoutchouc. Ce type de dispositif nécessite généralement un ensemble de poulies multiples assez fastidieux et lourd à mettre en place. Il existe également des dispositifs autoportés tels 10 que décrits par exemple dans la demande WO 2009/075612. Il s'agit d'une scie circulaire comprenant deux disques coaxiaux entraînés en rotation par un moteur. Les deux disques montés en parallèle permettent de réaliser deux saignées parallèles d'une profondeur d'environ 7 cm. Une 15 fois ces deux saignées réalisées, la languette de matériau entre les deux saignées est brisée au moyen d'un burin et les débris évacués. Ce dispositif est peu encombrant mais ne permet pas d'atteindre des profondeurs de coupe importante. 20 Tous ces dispositifs présentent l'inconvénient d'être conçus pour parvenir à couper depuis la surface jusqu'à une profondeur maximum souhaitée fixée par le dispositif lui-même. Ainsi, pour atteindre des profondeurs allant au-delà de 40 cm, il est nécessaire d'utiliser des 25 dispositifs très encombrants. Il donc existe un besoin pour un dispositif permettant d'atteindre des profondeurs de coupe importante qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur, en particulier qui soit peu encombrant et 30 dont la mise en oeuvre soit simple. L'invention propose ainsi, un dispositif de découpe d'un matériau à découper comprenant : au moins deux disques de découpe montés en rotation 2956335 -3 autour d'un premier axe de rotation perpendiculaire aux plans des disques et passant par le centre des disques, un moteur apte à entraîner en rotation les disques autour du premier axe de rotation, 5 un moyen de broyage du matériau à découper, le moyen de broyage étant disposé de sorte à pouvoir broyer la partie du matériau à découper située entre les deux disques lors de l'avancée du dispositif de découpe dans le matériau à découper. 10 Selon l'invention, les disques de découpe du dispositif permettent de réaliser des saignées parallèles et le moyen de broyage permet de broyer le matériau résiduel sous la forme d'une ou de plusieurs languettes de matériau entre les saignées. Les matériaux formant la 15 languette peuvent ensuite être évacués, par exemple par aspiration. Avantageusement, cela permet de dégager le matériau formant la languette et l'avancée des disques de découpe dans le matériau. 20 Le processus de découpe et d'évacuation des débris peut être répété autant que nécessaire, permettant ainsi de réaliser des saignées de grande profondeur dans le matériau à découper. Un dispositif de découpe selon l'invention peut en 25 outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons possibles : - le moyen de broyage est disposé entre les plans définis par les disques de découpe, 30 - le moyen de broyage est disposé au moins en partie entre les disques de découpe, le moyen de broyage comprend au moins un outil circulaire à plusieurs arrêtes de coupe configuré pour - 4 être animé d'un mouvement de rotation autour un deuxième axe de rotation, le deuxième axe de rotation est contenu dans un plan sensiblement parallèle aux plans définis par les 5 disques de découpe, le deuxième axe de rotation est sensiblement parallèle au premier axe de rotation, le moyen de broyage comprend au moins un burin, par exemple un burin pneumatique, 10 - le dispositif comprend en outre un moyen de transmission configuré pour transmettre le mouvement de rotation du moteur au premier axe de rotation, ledit moyen de transmission étant situé au moins en partie entre les disques de découpe, 15 - le moyen de transmission est sous la forme d'au moins un module de transmission comprenant : ^ un premier moyen d'accouplement monté en rotation autour d'un troisième axe de rotation, ^ un moyen de transmission configuré pour transmettre le 20 mouvement de rotation du premier moyen d'accouplement à un deuxième moyen d'accouplement monté en rotation autour d'un quatrième axe de rotation sensiblement parallèle au troisième axe de rotation, ^ les premier et deuxième moyens d'accouplement étant 25 configurés pour s'accoupler à un moyen d'accouplement initial entraîné en rotation par le moteur autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle aux troisième et quatrième axes de rotation et à un moyen d'accouplement final configuré pour entraîner en 30 rotation les disques de découpe autour du premier axe de rotation sensiblement parallèle aux troisième et quatrième axes de rotation, le mouvement de rotation du moteur est transmis 2956335 -5 jusqu'aux disques de découpe par une succession d'engrenages et de courroies, le moyen de transmission comprend une pluralité de modules de transmission accouplés entre eux par les moyens d'accouplement des différents modules de transmission, L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : les figures 1 à 3 sont des représentations schématiques d'une coupe dans le plan I de l'avancée d'un dispositif de découpe selon l'invention dans un matériau à découper, les figures 4a à 4d sont des vues schématiques de dispositifs de découpe selon différents mode de réalisation de l'invention, la figure 5 est une vue schématique d'un module de transmission selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif de découpe selon un mode de réalisation de l'invention utilisant des modules de transmission accouplés linéairement, et - la figure 7 est une vue schématique d'un dispositif de découpe selon un mode de réalisation de l'invention utilisant des modules de transmission accouplés de sorte à contourner un obstacle. Pour des raisons de clarté, les différents éléments 30 représentés sur les figures ne sont pas nécessairement à l'échelle. Comme représenté à la figure 1, un dispositif de découpe 10 d'un matériau à découper 22 selon l'invention, -6 peut comprendre deux disques de découpe 12 et 14, un moteur 18 et un moyen de broyage 20. Le dispositif représenté aux figures 1 à 3 correspond à une vue dans le plan de coupe I d'un dispositif de découpe selon l'invention, par exemple d'un dispositif tel que représenté à la figure 4d. Les deux disques de découpe 12 et 14 sont montés en rotation autour d'un premier axe de rotation 16 sensiblement perpendiculaire aux plans des disques 12 et 14. L'axe de rotation 16 passe par le centre des disques 12 et 14. La nature des disques 12 et 14 dépend du matériau à découper 22. L'homme du métier peut facilement adapter les disques 12 et 14 au matériau à découper 22. L'invention n'est pas limitée à un dispositif de découpe comprenant deux disques de découpes 12 et 14 comme le mode de réalisation représenté à la figure 1. Un dispositif de découpe peut comprendre plus de deux disques de découpe. Le nombre de disques de découpe étant adapté en fonction de la largeur de la saignée à obtenir. Le moteur 18 est configuré pour entraîner en rotation les disques 12 et 14 autour du premier axe de rotation 16. Par exemple, le moteur 18 entraîne les disques 12 et 14 en rotation via un moyen de transmission 19. Le moyen de transmission 19 peut être une courroie, une chaîne ou tout type de moyen de transmission du mouvement connu de l'homme du métier. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen de broyage 20 du matériau à découper 22 est disposé entre les plans définis par les disques de découpe 12 et 14 de sorte à pouvoir broyer la partie du matériau à découper située entre les disques 12 et 14 lors de l'avancée du dispositif de découpe 10 dans le matériau à découper 22. 2956335 -7 On entend par broyer au sens de l'invention, toute action consistant à traiter le matériau, il peut s'effectuer par exemple par usure, burinage, coupe, déformation, abrasion, action chimique ou tout moyen connu 5 de l'homme du métier ainsi que par une combinaison de ces moyens. Le moyen de broyage 20 selon l'invention peut comprendre au moins un outil circulaire à plusieurs arrêtes de coupe configuré pour être animé d'un mouvement de 10 rotation autour d'un deuxième axe de rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le deuxième axe de rotation est contenu dans un plan sensiblement parallèle au plan défini par les disques de coupe 12 et 14. Le moyen de broyage 20 peut être disposé entre les 15 disques de découpe. Comme représenté à la figure 2, lors de l'avancée du dispositif de découpe 10 dans le matériau à découper 22, les deux disques 12 et 14 produisent deux saignées 24 dans le matériau à découper 22. 20 La réalisation de ces deux saignées 24 permet de désolidariser une languette 26 de matériau dans le matériau à découper 22. Comme représenté à la figure 3, lorsque le dispositif de découpe 10 est encore avancé, le moyen de 25 broyage 20 peut atteindre la première languette 26 de matériau à découper 26. Lorsque le dispositif de broyage atteint la première languette 26, la première languette 26 est broyée par le moyen de broyage 20 la réduisant sous forme de 30 gravas, ces gravas peuvent ensuite être évacués par aspiration. Lors de l'avancée du dispositif de découpe les disques 12 et 14 attaquent à nouveau le matériau à découper 2956335 -8 22 formant deux nouvelles saignées 24b et une nouvelle languette de matériau 26b enlevée par le moyen de broyage. Avantageusement, le dispositif selon l'invention ne nécessite pas d'intervention de l'opérateur pour briser la 5 languette 26 comme dans les dispositifs selon l'art antérieur. Avantageusement, le procédé d'avancée du dispositif de découpe 10 est simplifié. Par ailleurs, la profondeur maximum de découpe 10 pouvant être atteinte avec le dispositif de découpe selon l'invention, n'est pas limitée par les rayons des disques 12 et 14. Comme représenté à la figure 4a, le moyen de broyage 20 peut être placé entre les disques de découpe 12, 15 14. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4a, le moyen de broyage 20 est une fraise entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation 28. Le deuxième axe de rotation 28 est contenu dans un plan sensiblement 20 parallèle aux plans définis par les disques de découpe 12 et14. La fraise peut être adaptée au matériau à découper, par exemple, une fraise à béton dans le cas où le matériau à découper 22 est du béton. 25 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4a, le moteur 18 transmet un mouvement de rotation aux disques 12 et 14 au moyen d'une courroie 30. La courroie 30 entraîne les disques 12 et 14 en rotation autour de l'axe 16 au moyen d'un engrenage 32. 30 La courroie 30 entraîne également en rotation un arbre de transmission 34 au moyen d'un ensemble d'engrenages concourants perpendiculaires 36. 2956335 -9 Le mouvement de rotation de l'arbre de transmission 34 peut être transmis à une première extrémité de la fraise 20 au moyen d'une courroie d'entraînement 38. Ainsi, avantageusement, le mouvement de rotation de la fraise 20 5 autour du second axe de rotation 28 est transmis à partir du moteur 18. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième extrémité de la fraise 20 est libre. En outre, la fraise est configurée de sorte que sa deuxième extrémité 10 soit située sensiblement au niveau, ou encore à l'extérieur, de la périphérie des disques 12 et 14. Avantageusement, le moyen de transmission transmettant le mouvement de rotation du moteur au premier axe de rotation et/ou au moyen de broyage, est situé entre 15 les deux disques 12 et 14. Ainsi, le moyen de transmission n'entrave pas l'avancée du dispositif de découpe 10 dans le matériau à découper 22. Selon les modes de réalisation représentés sur le figures 4 b à 4d, le moyen de broyage peut être disposé au 20 moins en partie à l'extérieure de la périphérie des disques de découpe. Le moyen de broyage peut comprendre plusieurs dispositifs de broyage. Selon un mode de réalisation de l'invention, il existe au moins un plan P perpendiculaire aux plans définis 25 par les disques de découpe et comprenant l'axe de rotation des disques découpe tel que l'ensemble des dispositifs de broyage composant le moyen de broyage soit situé du même côté de ce plan P. Selon le mode de réalisation de la figure 4b, le 30 moyen de broyage 20 comprend un ensemble de mèches 201 entraînées en rotation autour d'une direction définie par un deuxième axe de rotation 28. 2956335 -10- Le deuxième axe de rotation étant contenu dans un plan sensiblement perpendiculaire aux plans définis par les disques de découpe. Les mèches 201 peuvent être adaptées au matériau à 5 découper, par exemple, des mèches à béton dans le cas où le matériau à découper 22 est du béton. Les mèches 201 peuvent être entraînées en rotation par tous moyens, par exemple par le moteur 18. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 10 4c, le moyen de broyage 20 comprend un ensemble de burins 202 entraînés en translation suivant une direction définie par un deuxième axe 28 sensiblement perpendiculaire au premier axe 16. Les burins 202 peuvent être des burins pneumatiques 15 entraînés en translation par un dispositif pneumatique 203. Le dispositif pneumatique pouvant être alimenté par la même source d'énergie que le moteur 18 ou par une source indépendante. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 20 4d, le moyen de broyage 20 comprend un ensemble de rouleaux dentés 204 entraînés en rotation autour d'une direction définie par un deuxième axe 28 sensiblement parallèle au premier axe de rotation 16. Les rouleaux dentés 204 peuvent être adaptés au 25 matériau à découper. Par exemple, des rouleaux à béton peuvent être utilisés dans le cas où le matériau à découper 22 est du béton. Les rouleaux 201 peuvent être entraînés en rotation par tout moyen, par exemple par le moteur 18. 30 Selon un mode de réalisation représenté à la figure 5, le mouvement de rotation du moteur 18 peut être transmis jusqu'aux disques de découpe par une succession d'engrenages et de courroies. Selon un mode de réalisation 2956335 -11- de l'invention, le dispositif de découpe peut comprendre un ensemble de modules de transmission 40. Chaque module de transmission 40 comprenant des premier et deuxième moyens d'accouplement 42 et 44 et un 5 moyen de transmission 46 entre les premier et deuxième moyens d'accouplement 42 et 44. Le premier moyen d'accouplement 42 est monté en rotation autour d'un troisième axe de rotation 43. Le deuxième moyen d'accouplement 44 est monté en 10 rotation autour d'un quatrième axe de rotation 45 sensiblement parallèle au troisième axe de rotation 43. Le moyen de transmission 46 est configuré pour transmettre le mouvement de rotation du premier moyen d'accouplement 42 au deuxième moyen d'accouplement 44. 15 Selon un mode de réalisation, le moyen de transmission 46 est une courroie. Les premier et deuxième moyens d'accouplement 42 et 44 peuvent être des disques à friction ou des engrenages ou encore, tout moyen d'accouplement connu de l'homme du 20 métier. Comme représenté à la figure 6, le dispositif selon l'invention peut comprendre une pluralité de modules de transmission 40. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 25 6, le moteur 18 du dispositif de découpe 10 entraîne en rotation un moyen d'accouplement initial 48. Le moyen d'accouplement initial 48 peut être accouplé au premier moyen d'accouplement 42a d'un premier module de transmission 40a. Le deuxième moyen d'accouplement 44a du 30 premier module de transmission 40a peut lui-même être couplé au moyen d'accouplement 42b d'un deuxième module de transmission 40b. Le deuxième moyen d'accouplement 44b du deuxième module de transmission 40b peut être couplé à un 2956335 - 12 - moyen d'accouplement final 50 configuré pour entraîner en rotation les disques 12 et 14 autour du premier axe de rotation 16. Selon un mode de réalisation de l'invention, le 5 premier axe de rotation 16 et les axes de rotation des différents moyens d'accouplement (42a, 42b, 44a, 44b, 48, 50) sont sensiblement parallèles entre eux. Afin d'assurer une rigidité à l'ensemble de la chaîne de transmission, les différents modules de 10 transmission peuvent être fixés entre eux au moyen d'un dispositif de fixation 52. Avantageusement, l'utilisation des différents modules de transmission permettent de moduler la longueur de la chaîne de transmission du mouvement entre le moteur 15 18 et les disques 12 et 15. Cette modulation permet de moduler la profondeur de coupe que l'on peut obtenir avec un dispositif selon l'invention. Avantageusement, l'utilisation du moyen de broyage 20 20 permet de s'affranchir de l'accès par l'opérateur à la zone de découpe. Ainsi il est possible de réaliser des coupes de profondeur supérieure à 80 cm et de largeur correspondant à l'espace entre les deux disques de découpe 12 et 14. Comme représenté à la figure 7, les modules de transmission 40 peuvent être accouplés en formant un angle entre eux. Ainsi, la chaîne de transmission du mouvement entre le moteur 18 et les disques de découpe 12 et 14 peut être coudée. Avantageusement, cela permet de contourner des obstacles 26 dans le matériau à découper 10. 25 30 - 13 - L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et doit être interprétée de façon non limitative, et englobant tout mode de réalisation équivalent. En particulier, le dispositif de découpe selon 5 l'invention n'est pas limité à un type de matériau à découper particulier. REVENDICATIONS1. Dispositif de découpe (10) d'un matériau à découper (22) 5 comprenant : au moins deux disques de découpe (12, 14) montés en rotation autour d'un premier axe de rotation (16) perpendiculaire aux plans des disques (12, 14) et passant par le centre des disques (12, 14), 10 - un moteur (18) apte à entraîner en rotation les disques (12, 14) autour du premier axe de rotation (16), un moyen de broyage (20) du matériau à découper, le moyen de broyage (20) étant disposé de sorte à pouvoir broyer la partie du matériau (26) à découper située 15 entre les deux disques (12, 14) lors de l'avancée du dispositif de découpe (10) dans le matériau à découper (22). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le 20 moyen de broyage est disposé entre les plans définis par les disques de découpe (12, 14). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le moyen de broyage est disposé au moins en partie 25 entre les disques de découpe (12, 14). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de broyage (20) comprend au moins un outil circulaire à plusieurs arrêtes de coupe configuré 30 pour être animé d'un mouvement de rotation autour un deuxième axe de rotation (28). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le deuxième axe de rotation (28) est contenu dans un plan 2956335 -15- sensiblement parallèle aux plans définis par les disques de découpe (12, 14). 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le 5 deuxième axe de rotation (28) est sensiblement parallèle au premier axe de rotation (16). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de broyage (20) comprend au moins un 10 burin. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un moyen de transmission (30) configuré pour transmettre le mouvement de rotation du 15 moteur (18) au premier axe de rotation (16), ledit moyen de transmission (30) étant situé au moins en partie entre les disques de découpe (12,14). 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le 20 moyen de transmission (30) est sous la forme d'au moins un module de transmission (40) comprenant : un premier moyen d'accouplement (42) monté en rotation autour d'un troisième axe de rotation (43), un moyen de transmission (46) configuré pour 25 transmettre le mouvement de rotation du premier moyen d'accouplement à un deuxième moyen d'accouplement (44) monté en rotation autour d'un quatrième axe de rotation (45) sensiblement parallèle au troisième axe de rotation (43), 30 - les premier et deuxième moyens d'accouplement (42, 44) étant configurés pour s'accoupler à un moyen d'accouplement initial (48) entraîné en rotation par le moteur (18) autour d'un axe de rotation sensiblement 2956335 -16- parallèle aux troisième et quatrième axes de rotation et à un moyen d'accouplement final (50) configuré pour entraîner en rotation les disques (12, 14) de découpe autour du premier axe de rotation (16) sensiblement parallèle aux troisième et quatrième axes de rotation. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le moyen de transmission (30) comprend une pluralité de modules de transmission (40a, 40b) accouplés entre eux par les moyens d'accouplement des différents modules de transmission (40a, 40b).