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SCIE ROTATIVE, ACTIONNEE MECANIQUEMENT POUR COUPER LA PIERRE;,
LE MARBRE OU LE BETON.
La présente invention se rapporte de façon générale aux scies rotatives et.concerne plus particulièrement le type de scie utilisable notamment pour couper ou sectionner un matériau relativement dur comme de la pierre, du marbre ou du béton et comprenant un corps métallique circulaire perforé dans sa partie centrale et un pourtour coupant cons- titué par du diamant pilé ou fragmenté ou un abrasif équivalent et par une matrice métallique portant ce diamant le corps de la scie étant étudié pour être monté concentriquement sur un arbre d'actionnement mé- canique assurant sa rotation et pourvu d'un collier fixe placé d'un côté du corps de la scie pour former à la fois la monture et l'organe d'entraînement de la scie et d'un autre collier monté amoviblement de l'autre côté du corps de la scie,
un écrou rappprochant ce collier amo- vible du collier fixe afin d'enserrer la région interne du corps de la scie entre les deux colliers.
Dans les scies rotatives de ce type., il a été jusqu'ici de pratique courante de donner au corps de la scie une épaisseur comparati- vement faible mais uniforme dans toute son étendue et de proportionner et conformer le pourtour coupant de la scie de façon que ses parties la- térales dépassent latéralement par rapport aux côtés du corps de la scie et aient des faces latérales planes.
Il a été également de prati- que courante de monter sur l'arbre d9actionnement de la scie des col- liers comparativement grands ayant la forme de cuvettes et constitués par des plateaux circulaires perforés en leur centre et pourvus de rebords annulaires reliés aux bordures externes des éléments du corps de la scie par rapport auxquels ces rebords s'étendent vers l'intérieur., les dits rebords étant munis de faces latérales planes venant porter con- tre les parois adjacentes des côtés du corps de la scie. Le but de ces colliers en forme de cuvettes tels qu'ils viennent d'être indiqués est d'assurer le serrage du corps de la scie par les rebords annulaires dans une zone située vers l'extérieur par rapport à l'orifice.
En effet, si
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les colliers, au lieu d'être en forme de cuvettes, avaient des faces in- ternes planes portant contre les côtés du corps de la scie, il serait enserré entre les bordures internes des colliers qui sont soumises à la pression de serrage directe de l'écrou quand on a vissé ce dernier à bloc.
Or la pratique industrielle permet de constater que l'utilisa- tion de colliers comparativement grands ayant la forme de cuvettes et d'un écrou de petites dimensions pour constituer une monture combinée à l'organe d'actionnement d'une scie de type classique dans toute son étendue, présente un inconvénient majeur ce qui concerne le rendement et la durée utile de la scie. Cet inconvénient résulte du fait que, quand on serre suffisamment fort l'écrou monté sur le bout de l'arbre d'actionnement de la scie pour assurer le serrage convenable de la partie intermédiaire du corps de la scie entre les rebords internes des colliers, la partie principale du collier amovible ainsi que celle du collier fixe s'infléchit vers l'intérieur c'est-à-dire prend une forme concavo-convexe.
Cet infléchissement des corps des colliers vers l'in- térieur a pour conséquence que les rebords annulaires internes s'épa- nouissent vers l'extérieur dans une mesure telle que les parties prin- cipales des faces latérales des rebords s'inclinent et s'éloignent des parties contigues des flancs du corps de la scie et que, par voie'de conséquence, ces parties contigües ne sont enserrées que par les bords internes des faces latérales des.rebords en question.
En ce qui con- cerne l'épanouissement vers l'extérieur des rebords des deux colliers ou l'effet du serrage de l'écrou, la partie du corps de la scie qui se trouve vers l'intérieur des rebords annulaires internes des colliers est soumise de la sorte à une fatigue et à une déformation telles que la partie externe du corps de la scie c'est-à-dire sa partie comprise entre les rebords et le pourtour coupant prend une forme incurvéeo Mais quand la partie externe du/corps de la scie a pris une pareille forme, le bord coupant prend lui-même une position angulaire tellement irrégulière par rapport au matériau qu'il s'agit de couper que non seu- lement la coupe ne se fait comme il faut mais que l'usure de la scie est extrêmement rapide.
En outre, le corps de la scie tend, du fait que sa forme incurvée n'est pas uniforme, à engendrer des vibrations nuisibles.
Le but principal de l'invention est de permettre la réalisa- tion d'une scie dont la construction et l'agencement soient tels qu'el- le ne présente pas les inconvénients qui viennent d'être rappelés. De façon générale, cette scie a une structure classique c'est-à-dire norma- le sauf que la région interne de son corps c'est-à-dire s'étendant vers l'extérieur depuis son orifice central jusqu'à la zone ou un peu au-delà de la zone qui est enserrée entre les surfaces latérales des rebords an- nulaires des colliers est munie d'un renflement faisant corps avec elle mais mesurant une épaisseur telle qu'il ne soit pas soumis à la déforma- tion dans l'hypothèse où les éléments principaux des deux colliers (le collier fixe et le collier amovible)
sont soumis à un effort d'inflé- chissement dirigé vers l'intérieur lorsqu'on serre l'écrou monté sur l'arbre d'actionnement. En empêchant toute déformation de la partie in- terne du corps de la scie, on supprime le risque que sa partie exter- ne c'est-à-dire sa partie située à l'extérieur des colliers ne se gauchis- se ou ne s'incurve, de sorte que le pourtour coupant constitué par du diamant pilé ou fragmenté et par la matrice métallique qui lui sert de support conserve à tout moment sa position angulaire convenable c'est-à- dire coupe efficacement le matériau sans subir une usure exagéréeo
Une particularité de cette scie rotative telle qu'elle vient d'être définie c'est que le renflement faisant partie intégrante de la partie interne de son corps a une épaisseur uniforme dans toute son éten- due.
La construction de cette scie perfectionnée lui assure un rendement extrêmement élevé ainsi qu'une grande durabilité.
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Dautres particularités et avantages de cette scie rotative dé= coulent de la suite de ce texte.
Dans le dessin annexé est représentée à titre d'exemple, un mo- de de réalisation possible de cette scie rotative perfectionnée.
La fige 1 est une vue en perspective montrant écartés les uns des autres les divers éléments constitutifs de cette scie rotative.. à savoir un collier en forme de cuvette fixé sur 1?arbre d'actionnement, un collier également en forme de cuvette mais monté amoviblement et de l'autre côté du corps de la scie, et un écrou de serrage.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale dessinée à plus grande échelle et montrant les éléments représentés par la fige 1 mais réunis et assemblés dans la position de fonctionnement.
La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2 montrant une va- riante de réalisation de cette scie montée sur' son arbre d9actionnement et comprenant également un collier fixe formant monture en même temps qu'un organe de transmission de leffort de propulsion,, un collier amo- vible et un écrou de serrage.
La scie que montrent les figs. 1 et 2 et qui constitue une réalisation possible de l'invention est désignée dans son ensemble par 4. Elle est actionnée par un arbre 5 sur lequel sont montés un collier fixe 6 et un collier amovible 7 ainsi qu'un écrou 8 vissé sur l'extré- mité filetée de cet arbre le tout formant après assemblage un ensem- ble unitaireoCette scie est utilisable en particulier pour couper des matéraux relativement durs comme par exemple la pierre le marbre ou le bétono
La scie 4 comprend un corps circulaire 9 et un pourtour cou- pant 10. Le corps 9 est établi en acier ou en tout autre métal ou alli- age convenable et est pourvu dans sa partie centrale d'un orifice 11 livrant passage à l'arbre 5. L'orifice 11 est circulaire et a un dia- mètre très voisin de celui de l'arbre 5.
La partie externe c'est-à-dire périphérique du corps 9 de la scie est comparativement mince et (comme le montre la fige 2) d'épaisseur uniforme dans toute son étendue. Un des côtés de la partie interne du corps de la scie est-arasé avec le côté correspondant de sa partie externe dont il forme le prolongement.
L'autre côté de la partie interne du corps 9 de la scie est muni d'un renflement 12 en faisant partie intégrante. Ce renflement 12 a une épais- seur uniforme dans toute son étendue et présente une face latérale ex- terne parfaitement plane mais décalée latéralement par rapport à la fa- ce latérale correspondante de la partie externe du corps 9 de la scie. Le rôle de ce renflement 12 est indiqué ci-après.
Comme le montre la fig. 1, le renflement 12 du corps 9 de la scie est circulaire et entoure son orifice central 11 qui reçoit l'arbre 5. Le pour- tour externe du renflement 12 est,, de préférence biseauté selon un angle de 45 environ afin de ménager un raccord oblique 13 entre la périphérie externe de ce renflement et la face contigüe ou adjacente de la couronne du corps 9 de la scie.
Le pourtour externe du corps 9 de la scie est de préférence cylindrique et constitue le siège d'application du pourtour coupant 10.
Ce dernier est constituée comme indiqué précédemment par du diamant pilé ou fragmenté ou par un abrasif équivalent supporté par une matrice métal- lique qui est soudée ou autrement fixée rigidement à la périphérie externe cylindrique du corps 9 de la scie.Comme le met en évidence la fig.2, le pourtour coupant 10 a en section droite une forme rectangulaire et mesure des proportions telles que ses parties latérales fassent saillie latéra= lement au delà des côtés de la partie externe du corps 9 de la scie et présentent des faces parallèles planes. La matrice support du pourtour coupant 10 est constituée, de préférence., par
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un métal fritté c'est-à-dire par une poudre métallique convenablement agglomérée.
Le pourtour coupant 10 peut être continu (comme représenté) ou bien constitué par une série de segments qui peuvent être soit jonc- tionnés au pourtour externe du corps 9 de la scie, soit encastrés dans des créneaux espacés (non représentés) de la bordure externe du dit corps 9.
Au cours du fonctionnement de la soie, c'est son pourtour cou- pant 10 constitué avantageusement, comme indiqué, par du diamant pilé ou broyé et par une matrice de support métallique qui permet d'obtenir l'effet de coupe désiré.
L'arbre 5, les colliers 6 et 7 et l'écrou 8 constituent par leur ensemble la monture en même temps que l'équipement d'entraînement de la scie 4. L'arbre 5 est muni à l'une de ses extrémités d'un filetage mâle 14 qui permet de visser sur lui l'écrou 8. L'autre extrémité de l'arbre 5 est reliée à un moteur ou plus généralement à une source de force convena- ble (non représentée) assurant l'entraînement requis.
Le collier fixe 6 est monté sur l'arbre 5 qu'il entoure en un point situé vers 1?intérieur du filetage mâle 14; il a la forme d'une cuvette et est constitué par un corps 15 pourvu d'un orifice central circulaire et par un rebord annulaire 16 en faisant partie intégrante, Ce rebord est d'une seule pièce avec la couronne du corps 15; il fait saillie dans la direction de l'extrémité filetée de l'arbre 5 et présente une face latérale plane 17.
La partie du corps 15 du collier 6 qui délimite son orifice central bute contre un renflement de petites dimensions prévu sur l'arbre 5 et est reliée à celui-ci par emboîtement à joint précis, de sorte que ce col- lier est immobilisé par rapport à l'arbre.
Toutefois, cette partie du collier 6 peut également être reliée, le cas échéant, à l'arbre 5 au moyen d'une clavette.
Le collier amovible 7 est monté sur l'arbre 5 à l'opposé du collier fixe 6, de sorte que quand on bloque l'écrou 8, la partie interne du corps 9 de la scie est serrée contre la face latérale plane 17 du rebord 16.
Ses dimensions et sa configuration sont les mêmes que celles du collier fixe 6; il est constitué par une pièce circulaire 18 percée d'un orifice cen- tral et pourvue d'un rebord annulaire 19. Le diamètre de l'orifice central du corps 18 du collier 7 n'est què légèrement supérieur au diamètre de 1' arbre 5, ce qui permet de faire coulisser le collier 7 dans le sens du vissage ou du dévissage sur l'extrémité filetée de l'arbre 5. Le rebord annulaire 19 du collier 7 fait partie intégrante de la bordure externe de son corps 18 mais dépasse dans la direction du rebord 16. et présente une face latérale plane 20.
Les deux colliers 6 et 7 ont un diamètre externe qui n'est pas supérieur à celui du renflement 12 de la partie interne du corps 9 de la scie ; ils sont établis en acieren fonte ou en toute autre matière con- venable. L'écrou 8 est pourvu d'un taraudage 21 se vissant sur le fileta- ge terminal 14 de l'arbre 5.
Cet écrou est nettement plus petit que l'un ou l'autre des colliers 6 et 7. Le rôle de cet écrou 8 est d'appuyer contre la partie interne du corps 18 du collier amovible 7 (comme le montre la fige 2) et quand il est serré à bloc, de pousser ce collier amovible vers le collier fixe 6 afin d'enserrer la partie intermédiaire du corps 9 de la scie 4 entre les deux colliers. La face terminale interne de l'écrou 8 est plane pour bien s' appliquer contre la face externe de la partie interne du corps 18 du col- lier amovible 7.
Grâce à la forme incurvée des deux colliers 6 et 7, l'écrou 8 a tendance, quand il est convenablement vissée à enserrer comme il faut la partie intermédiaire du corps 9 de la scie entre les deux colliers, de façon à infléchir vers l'intérieur leurs corps ainsi que le montrent les pointillés dans la fige 2.
Lorsque cet infléchissement se produit, les faces latérales planes 17 et 20
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des rebords 16 et 19 sinclinent et s'éloignent du corps 9 de la scie dans une mesure telle qu'il se trouve enserré principalement par les bords internes des faces latérales plaries 17 et 20.Le renflement 12 du corps 9 de la scie sert également à augmenter l'épaisseur de ce corps et à lui donner une rigidité suffisante Jour quil ne risque pas d'être déformé quand l'écrou 8 est suffisamment serré pour faire flé- chir vers l'intérieur les corps des colliers 6 et 7.
Du fait que le renflement 12 sert de renforcement à la partie interne du corps 9 de la scie et le met à l'abri de la déformation, il n'y a plus tendance de la part de la couronne du corps de la scie à s'incurver ou à se gauchirp de sorte que le pourtour coupant 10 conser- ve toujours sa position angulaire correcte et assure la coupe désirée sans usure exagérée.
La pratique permet de vérifier que, si le renflement central 12 du corps 9 de la scie mesure une épaisseur telle qu'il n'augmente l'épais- seur totale de sa partie centrale que de moins de deux fois l'épaisseur de son pourtour, les résultats qu9on obtient sont intéressants.Mais le but qui est surtout visé ici cest que le renflement central 12 du corps 9 de la scie assure à celui-ci une épaisseur totale qui lui donne une rigidité et une résistance telles qu9il ne risque pas d'être tordu ou déformé quand on serre l'écrou 8 assez fort pour infléchir vers l'in- térieur les corps 15 et 18 des colliers d'enclavement 6 et 70
Pour monter la scie 4, on commence par enlever l'écrou 8 et le collier amovible 7 de 1?arbre 5,
puis on amène l'orifice central 11 du corps de la scie dans Malignement de lextrémité filetée 14 de l'arbre
5 et on engage axialement le corps de la scie pour qu'il vienne buter con- tre la face latérale plane 17 du rebord annulaire 16 du collier fixe 60
On donne, de préférence, à la scie une position telle que la face latérale rigoureusement plane de son corps se place contre le collier fixe 6.
Apres avoir mis en place la scie comme il vient d'être dit, on fait coulisser le collier amovible 7 sur 1?extrémité filetée 14 de l'arbre 5 jusquà ce que la face latérale plane 20 de son rebord annulaire 19 bute contre la partie externe du renflement central 12 du corps 9 de la scie On visse ensuite l'écrou 8 et on le serre assez fort pour amener le corps 9 de la scie en position d'enserrage invariable entre les rebords internes des deux colliers 6 et 7.Comme la partie interne du corps 9 de la scie comprend le renflement 12,sa partie externe demeure à tout moment par- faitement plane quel que soit le degré de serrage de l'écrou 8.
Du fait que la scie 4 comprend un renflement central 12 faisant corps avec elle et qui joue efficacement le rôle qui lui est assignée il ne peut se produire aucune déformation de la. partie interne du corps de la scie. Autrement dit., sa partie externe qui est aussi la plus mince ne risque pas de se gauchir ou de sincurver. Grâce à. la présence du ren- flement 12, on peut donc, surtout s'il s'agit d'une scie de grandes di- mensions, constituer son corps par de l'acier à faible teneur en carbone c'est-à-dire par de l'acier peu coûteux au lieu de devoir recourir à de l'acier à haute teneur en carbone dont l'usinage est plus difficile.
La scie représentée par la fig.3 est désignée dans on ensemble par 4a; elle est actionnée par un arbre 5a sur lequel est fixé un col- lier 6a en forme de cuvette. Il est prévu ici également un collier amovible
7a également en forme de cuvette et un. écrou de blocage 8a. La scie com- prend un corps circulaire 9a pourvu dun orifice central et d'un pourtour coupant 10a.
Sa. construction est la même que celle de la scie 4 représentée par les figs. 1 et 2 sauf qu'au lieu de comporter d'un seul côté un renflement faisant partie intégrante de la partie intégrante de son corps., elle comporte deux renflements opposés analogues 12a faisant saillie de part et d'autre de son plan médian. Chacun de ces renflements 12a mesure la mcitié de l'épaisseur du renflement unique 12 de la scie 4. En outre comme le montre la fig.3, le diamètre externe des colliers complémen-
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taires 6a et 7a n'est pas supérieur au diamètre externe des renflements 12a.
Ces derniers servent à augmenter 1?épaisseur totale de la partie in- terne du corps 9a de la scie,, de façon que cette partie interne ait suf- fisamment de rigidité pour résister aux contraintes ou déformations dans l'hypothèse où l'écrou 8a vissé sur l'arbre 5a est serré suffisamment fort pour faire fléchir le corps du collier amovible 7a vers l'intérieur.
Etant donné que la scie 4a est pourvue de deux renflements 12a faisant corps avec elle, elle possède évidemment les mêmes avantages et les mê- mes caractéristiques que la scie 4 représentée par les figs. 1 et 2.
L'invention n'est pas limitée bien entendu aux détails qui vien- nent d'être indiqués et qui peuvent être modifiés de diverses manières, sans s'écarter de son esprit, dans le domaine des équivalenceso REVENDICATIONS.-
1) Scie rotative comportant un arbre rotatif sur lequel sont montés deux colliers incurvés complémentaires se faisant face et un corps de scie enserré entre ces colliers, caractérisé en ce que le corps de la scie est constitué par une pièce circulaire monobloc pleine dont le dia- mètre externe est sensiblement plus grand que celui des colliers, ce corps présentant un pourtour coupant d'une largeur plus grande que celle de la partie marginale extérieure du dit corps,
la couronne externe du corps de la scie s'étendant depuis une ligne circulaire située à l'extérieur de la périphérie externe des colliers jusqu'au pourtour de coupe étant rela- tivement mince et présentant des faces latérales parallèles sensiblement planes, tandis que la partie restante du corps,,, qui est sensiblement re- couverte par les colliers, présente une épaisseur uniforme sur toute son étendue et a une épaisseur au moins double de celle de la dite partie exté- rieure du corps de la scie.
2) Scie rotative selon 1. dans laquelle le pourtour de coupe présente des faces latérales parallèles planes situées plus à l'extérieur que les faces latérales de la dite partie marginale et est constitué par des particules abrasives et leur liant.
3) Scie rotative selon 2, dans laquelle les particules abrasi- ves prévues sur le pourtour de coupe de la scie sont constituées par des particules de diamant.
4) Scie rotative selon 1, dans laquelle la zone du corps de la scie qui est recouverte par les colliers est pourvue,sur une face latérale seulement, d'un renflement faisant saillie latéralement et en faisant partie intégrante, et dont l'épaisseur n'est pas inférieure à celle de la partie extérieure du corps de la scie.
5) Scie latérale selon 1, dans laquelle la zone du corps de la scie qui est recouverte par les colliers est pourvue sur les deux faces latérales opposées de renflements faisant saillie latéralement et en'faisant partie intégrante et dont l'épaisseur combinée n'est pas inférieure à celle de la partie extérieure du corps de la scie.
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