WO1995022446A1 - Segment de coupe a concretion diamantee - Google Patents

Segment de coupe a concretion diamantee Download PDF

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WO1995022446A1
WO1995022446A1 PCT/BE1995/000015 BE9500015W WO9522446A1 WO 1995022446 A1 WO1995022446 A1 WO 1995022446A1 BE 9500015 W BE9500015 W BE 9500015W WO 9522446 A1 WO9522446 A1 WO 9522446A1
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segment
cutting
tool
cutting segment
line
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PCT/BE1995/000015
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English (en)
Inventor
Jean-Claude Decroly
A. Van Hoegaerden
Original Assignee
Diamant Boart S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
    • B28D1/121—Circular saw blades

Definitions

  • the present invention relates to a diamond concretion sawing tool having stepped relief teeth in which the height of each stage of the relief is less than the critical height beyond which an alteration in the lateral stability of the beam is observed. sawing tool, an increase in deviations from the path of said tool.
  • diamond concretion tools are the sawing of hard materials, in particular the cutting into slabs or slabs of blocks of hard materials, the rendering of stones, from blocks of hard materials, such as marble and granite and the making of rubble stones.
  • Diamond concretion sawing tools are generally made from diamond concretion cutting segments.
  • Document JP-A-010907 9 discloses a sawing tool, consisting of a circular cutting disc provided at its periphery with staple sawing teeth distributed along the periphery of a disc parallel to the plane of the disk. Each saw tooth is laterally furnished with several flat segments made up of diamond plates.
  • These segments are fixed in steps on each side of the support core of the sawing disc. They are made of a mixture of diamond and binder, in principle in the form of a metal powder with a high diamond concentration. Each tooth is covered with several pairs of parallel segments.
  • staged draft gives the saw tool or the saw teeth a stepped geometry, also called "pagoda” geometry already described in the patent literature.
  • FR-A-2399904 describes a circular saw, intended in particular for cutting natural stones.
  • the saw has sharp segments arranged at intervals around its periphery.
  • the segments are made in one body, with a width which decreases in steps from the outside to the inside.
  • the cantilever is made in such a way that a step is narrower than the underlying step, to an extent which corresponds approximately to 10% of the height of the latter.
  • Document FR-A-2399904 recommends making steps of the same height. It neglects the production of tools having saw teeth each consisting of a single monobloc sintered segment with decreasing stepped undercut, the longevity of which would be much greater than that of the tools described in document JP-A-0109079.
  • the stepped geometry nevertheless has the drawback of not allowing the passage from one stage to the other symmetrically.
  • the present invention aims to remedy this drawback. To this end, it proposes a diamond sawing tool of the type described in the preamble of claim 1 attached.
  • This tool is characterized in that each tooth consists of a monobloc cutting segment comprising between two adjacent stages with decreasing relief a line of separation at least, inclined relative to the cutting edge of the segment, itself parallel to the direction of travel or at the drive speed of the tool.
  • each cutting segment consists of two elements of segments distant from each other but connected by the same sole forming a body with them and each comprising between two adjacent floors with decreasing undercut, a line of separation at least inclined with respect to the cutting edge of the segment, itself parallel to the direction of movement or to the drive speed of the tool.
  • the inclined line of separation delimits a zone of separation between two adjacent stages with decreasing undercut.
  • the height of each stage is less than the critical height beyond which there is an alteration in the lateral stability of the cutting tool, in particular an increase in deviations from the trajectory of 1 'tool.
  • the sawing tool may consist of an armor blade or a sawing disc.
  • the dividing line inclined with respect to the edge of section of the section of section is a line segment.
  • the separation line inclined with respect to the cutting edge of the cutting segment is a spiral segment or line segment.
  • the support of the cutting segment at least partially covers the edge of the disc or of the blade and is preferably fixed on said edge.
  • the support of the cutting segment can be made of a material of the same kind as the diamond concretion and / or of a metal or metal alloy capable of being welded or brazed.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a stepped step cut segment for a blade
  • FIG. 2 is a radial sectional view of a stepped stage cutting segment for a circular saw
  • FIGS 3 and 4 are side elevational views of the cutting segments shown in the Figure 1 and 2;
  • Figure 5 is a perspective view of the cutting segment shown in Figure 1 and 3;
  • Figure 6 is a perspective view of the cutting segment shown in Figures 2 and 4;
  • Figures 7 and 8 are side elevational views of a third and fourth embodiment of the cutting segments shown in Figures 1 and 2;
  • Figures 9 and 10 are perspective views of the segments shown in Figures 1,2, 7 and 8 •
  • FIG. 11 is a perspective view of a particular shape of a floor segment.
  • FIG. 12 to 15 illustrate four possible embodiments of a sawing tool furnished with hybrid segments or not oriented in various directions.
  • a cutting segment with diamond concretion comprises a unitary metallic body 1 having two side walls 2,3, two end walls 4,5, a cutting surface 6 and a fixing base 7.
  • '' the height of the diamond concretions is increased beyond 7 to 8 mm there is an alteration in the stability of the tools, in particular an increase in deviations of the tool path.
  • increasing the height of the diamond concretion is of definite economic interest, since it makes it possible to increase the life of the tool without proportionally increasing the cost thereof.
  • Cutting segments higher than 7 to 8 mm generally have stepped or stepped reliefs.
  • the cutting segment according to the invention comprises, between two adjacent stages 8, 9, a difference in level delimited by a dividing line 10 inclined with respect to a cutting edge 11 determined by the cutting surface and 'a side wall 2 of the segment.
  • the cutting segment consists of two elements of segments 6 distant from each other but connected by the same sole 7 forming a body with them and each comprising between two adjacent stages 8, 9 with decreasing clearance, a dividing line 10 at least inclined relative to the cutting edge 11 of the segment, itself parallel to the direction of movement or to the driving speed of the tool.
  • the recess zones 12 provided on each side of the segment make it possible to reduce the hydrodynamic pressure due to the displacement of the cooling fluid in the gap between the tool and the cutting groove.
  • the direction of movement or rotation of the tool has practically no influence on its performance.
  • the height of each stage should be less than the critical height, i.e. less than 7-8 mm. Indeed, beyond the critical height, there is an alteration in the lateral stability of the tool, which undergoes deviations and does not allow a straight cut to be obtained.
  • Figure 2 shows a cross section of a three-stage cutting segment 8,9,13 intended to be fixed to the periphery of a disc.
  • Figures 3 and 5 illustrate the cutting segment shown in Figure 1, in which the dividing line inclined with respect to the edge of the cutting segment is a straight segment.
  • Figures 4 and 6 illustrate the cutting segment shown in Figure 2.
  • the cutting surface 6 is curved and the cutting edges 11 correspond to a portion of a spiral.
  • the segment comprises two dividing lines 10,14 separating between them the three stages 8,9,13 of diamond concretion. These dividing lines 10,14 have a straight or curved shape, for example spiral.
  • Figures 7 and 8 illustrate symmetrical section segments with respect to a mediating plane perpendicular to their longitudinal axis. The direction of advancement of these segments can be freely chosen.
  • a symmetrical configuration facilitates the assembly of segments on a support disc as 1'orientation segment n • no importance in the embodiments shown in Figure 12.
  • a particular shape of a cutting segment is shown in FIG. 7.
  • the recess area 12 is constituted by a groove of inclined semi-cylindrical section extending obliquely from one end wall to the other, the along each side wall. The groove divides the contact surface of the tool with the material to be sawn.
  • Figures 13 to 15 illustrate the mounting of non-symmetrical hybrid segments on the support disc of a sawing tool. The orientation of the segments is alternated in order to highlight the bidirectional operation of the sawing tool.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Un outil de sciage a concrétion diamantée présentant des dents à dépouille étagée possède une meilleure stabilité latérale et une durée de vie plus importante, lorsqu'il comprend des segments de coupe monobloc présentant entre deux étages adjacents (8, 9) une ligne de séparation (10, 14) au moins, inclinée par rapport à l'arête de coupe du segment.

Description

SEGMENT DE COUPE A CONCRETION DIAMANTEE
La présente invention est relative à un outil de sciage à concrétion diamantee présentant des dents à dépouille étagée dans lesquelles la hauteur de chaque étage de la dépouille est inférieure à la hauteur critique au-delà de laquelle on observe une altération de la stabilité latérale de l'outil de sciage, une augmentation des déviations de la trajectoire dudit outil.
Les principales applications des outils à concrétion diamantee sont le sciage de matériaux durs en particulier le débitage en plaques ou dalles de blocs de matériaux durs, 1'équarrissage de pierres, à partir de blocs de matériaux durs, tels que le marbre et le granit et la confection de moellons. Les outils de sciage à concrétion diamantee sont généralement confectionnés à partir de segments de coupe à concrétion diamantee.
Il est connu, que lorsqu'on augmente la hauteur d'un segment de coupe à concrétion diamantee au-delà d'une valeur critique voisine de 7 à 8 mm, on observe une perte de stabilité latérale de 1'outil. Pourtant, l'augmentation de la hauteur d'une couche de concrétion diamantee d'un segment de coupe présente un intérêt économique certain, puisqu'elle prolonge la durée de vie de l'outil. Cette perte de stabilité est due à un accroissement de la surface latérale de contact de la concrétion diamantee et du matériau à scier dans le trait de coupe, de part et d'autre de celui-ci. La surface de contact accrue augmente l'effet de poussée latéral due à la pression hydrodynamique exercée par le fluide de refroidissement entraîné en mouvement par le segment de coupe alors que seul un faible espace existe entre la concrétion diamantee et le matériau à scier.
Pour réaliser un bon compromis entre la stabilité latérale, et la longévité de l'outil, c'est-à- dire sa rentabilité économique, deux types de modifications géométriques connues ont été apportées aux segments de coupe, à savoir : une dépouille conique; une dépouille étagée, dite "pagode".
On connaît par le document JP-A-0109079, un outil de sciage, constitué d'un disque de coupe circulaire muni à sa périphérie de dents de sciage à dépouille étagée répartis le long de la périphérie d'un disque parallèlement au plan du disque. Chaque dent de sciage est latéralement garnie de plusieurs segments plats constituées de plaquettes diamantées.
Ces segments sont fixés en escalier de chaque côté de l'âme-support du disque de sciage. Ils sont faits d'un mélange de diamant et de liant, en principe sous forme d'une poudre métallique de concentration en diamant élevée. Chaque dent est recouverte de plusieurs paires de segments parallèles.
L'usure plus rapide de l'âme du disque- support, provoque après quelques coups de sciage, l'apparition d'arêtes saillantes constituées par les extrémités devenues libres des plaquettes diamantées assemblées au disque-support. Chaque saillie exerce alors un effet de rainurage dans le plan du disque qui peut contribuer à éviter toute déviation à 1'attaque et donc sur les surfaces de taille des segments périphériques.
En outre, la dépouille étagée confère à 1'outil de sciage ou aux dents de sciage une géométrie en gradins, aussi appelée géométrie "pagode" déjà décrite dans la littérature de brevets.
En effet, FR-A-2399904 décrit une scie circulaire, destinée en particulier à la taille de pierres naturelles. La scie comporte des segments tranchants disposés à intervalle sur sa périphérie. Les segments sont réalisés d'un seul corps, avec une largeur qui diminue par gradins de 1'extérieur vers l'intérieur. L'encorbellement est réalisé de telle manière qu'un gradin est moins large que le gradin sous- jacent, dans une mesure qui correspond approximativement à 10 % de la hauteur de ce dernier.
Le document FR-A-2399904 préconise la réalisation de gradins de même hauteur. Il néglige la réalisation d'outils ayant des dents de sciage constituées chacunes d'un seul segment fritte monobloc à dépouille étagée décroissante, dont la longévité serait bien supérieure à celle des outils décrits dans le document JP-A-0109079.
La géométrie en gradins présente néanmoins l'inconvénient de ne pas permettre le passage d'un étage à 1'autre de façon symétrique.
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle propose dans ce but un outil de sciage diamante du type décrit dans le préambule de la revendication 1 ci-jointe. Cet outil est caractérisé en ce que chaque dent est constituée d'un segment de coupe monobloc comprenant entre deux étages adjacents à dépouille décroissante une ligne de séparation au moins, inclinée par rapport à l'arête de coupe du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de 1'outil.
Selon une particularité de l'invention, chaque segment de coupe est constitué de deux éléments de segments distants l'un de l'autre mais reliés par une même semelle formant corps avec eux et comprenant chacun entre deux étages adjacents à dépouille décroissante, une ligne de séparation au moins inclinée par rapport à l'arête de coupe du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de 1'outil.
Dans une forme de réalisation particulière du segment de coupe, la ligne inclinée de séparation délimite une zone de séparation entre deux étages adjacents à dépouille décroissante.
Suivant un développement de l'invention, la hauteur de chaque étage est inférieure à la hauteur critique au-delà de laquelle on observe une altération de la stabilité latérale de l'outil de coupe, en particulier une augmentation des déviations de la trajectoire de 1'outil.
L'outil de sciage peut être constitué d'une lame d'armure ou d'un disque de sciage.
Dans une forme de réalisation particulière d'un segment de coupe destiné à garnir la lame d'armure, la ligne de séparation inclinée par rapport à l'arête de coupe du segment de coupe est un segment de droite.
Par contre, dans une forme de réalisation d'un segment de coupe adapté à garnir la périphérie d'un disque de sciage d'une scie circulaire, la ligne de séparation inclinée par rapport à l'arête de coupe du segment de coupe est un tronçon de spirale ou un segment de droite.
II est évident que le support du segment de coupe coiffe au moins partiellement le bord du disque ou de la lame et est, de préférence, fixé sur ledit bord. Le support du segment de coupe peut être réalisé en une matière de même nature que la concrétion diamantee et/ou d'un métal ou alliage métallique apte à être soudé ou brasé.
Ces particularités et détails de l'invention, ainsi que d'autres apparaîtront au cours de la description détaillée d'une forme de réalisation spécifique, qui fait référence aux dessins ci-joints, donnés à titre d'exemples illustratifs, non limitatifs.
Dans ces dessins :
la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un segment de coupe étage en gradins destiné à une lame;
- la figure 2 est une vue en coupe radiale d'un segment de coupe étage en gradins destiné à une scie circulaire;
les figures 3 et 4 sont des vues en élévation latérale des segments de coupe montrés dans les figure 1 et 2;
la figure 5 est une vue en perspective du segment de coupe montré dans la figure 1 et 3;
la figure 6 est une vue en perspective du segment de coupe montré dans les figures 2 et 4;
les figures 7 et 8 sont des vues en élévation latérale d'une troisième et quatrième forme de réalisation des segments de coupe montrés dans les figures 1 et 2 ;
- > les figures 9 et 10 sont des vues en perspective des segments montrés dans les figures 1,2,7 et 8 •
la figure 11 est une vue en perspective d'une forme particulière d'un segment étage, et
- les figures 12 à 15 illustrent quatre formes de réalisation possibles d'un outil de sciage garni de segments hybrides ou non orientés dans divers sens.
Dans ces dessins, les mêmes signes de référence représentent des éléments identiques et/ou analogues.
Comme illustré dans la figure 1, un segment de coupe à concrétion diamantee comprend un corps métallique 1 unitaire présentant deux parois latérales 2,3, deux parois d'extrémité 4,5, une surface de coupe 6 et une base de fixation 7. Lorsqu'on augmente la hauteur des concrétions diamantées au-delà de 7 à 8 mm on observe une altération de la stabilité des outils, en particulier une augmentation des déviations de la trajectoire de l'outil. Pourtant, l'augmentation de la hauteur de la concrétion diamantee présente un intérêt économique certain, car elle permet d'augmenter la durée de vie de 1'outil sans en augmenter proportionnellement le coût.
Les segments de coupe d'une hauteur supérieure à 7 à 8 mm présentent généralement une dépouille étagée ou en gradins. Dans une première forme de réalisation, le segment de coupe, suivant l'invention, comprend entre deux étages adjacents 8,9, une dénivellation délimitée par une ligne de séparation 10 inclinée par rapport à une arête de coupe 11 déterminée par la surface de coupe et 'une paroi latérale 2 du segment.
Dans des formes des réalisation particulières illustrées dans les figures 4,6,8 et 10, le segment de coupe est constitué de deux éléments de segments 6 distants l'un de l'autre mais reliés par une même semelle 7 formant corps avec eux et comprenant chacun entre deux étages adjacents 8,9 à dépouille décroissante, une ligne de séparation 10 au moins inclinée par rapport à l'arête de coupe 11 du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de l'outil.
Les zones d'évidément 12 prévues de chaque côté du segment permettent de réduire la pression hydrodynamique due au déplacement du fluide de refroi- dissement dans l'interstice compris entre l'outil et le sillon de coupe. Le sens de déplacement ou de rotation de l'outil n'influence pratiquement pas les performances de celui-ci. La hauteur de chaque étage doit être inférieure à la hauteur critique, c'est-à-dire inférieure à 7-8 mm. En effet, au-delà de la hauteur critique, on observe une altération de la stabilité latérale de l'outil, qui subit des déviations et ne permet pas d'obtenir une coupe droite.
La figure 2 montre une coupe transversale d'un segment de coupe à trois étages 8,9,13 destiné à être fixé à la périphérie d'un disque.
Les figure 3 et 5 illustrent le segment de coupe montré dans la figure 1, dans lequel la ligne de séparation inclinée par rapport à l'arête du segment de coupe est un segment de droite.
Les figures 4 et 6 illustrent le segment de coupe montré dans la figure 2. La surface de coupe 6 est bombée et les arêtes de coupe 11 correspondent à une portion de spirale. Le segment comprend deux lignes de séparation 10,14 séparant entre eux les trois étages 8,9,13 de concrétion diamantee. Ces lignes de séparation 10,14 ont une allure droite ou courbe, par exemple spiralée.
Les figures 7 et 8 illustrent des segments de coupe symétriques par rapport à un plan médiateur perpendiculaire à leur axe longitudinal. Le sens d'avancement de ces segments peut être choisi librement. Une configuration symétrique facilite le montage des segments sur un disque support puisque 1'orientation du segment n•a pas d'importance dans les formes de réalisation montrées dans la figure 12. Une forme particulière d'un segment de coupe est montré dans la figure 7. La zone d'évidement 12 est constituée par une rainure de section semi-cylindrique inclinée s'étendant obliquement d'une paroi d'extrémité à l'autre, le long de chaque paroi latérale. La rainure divise la surface de contact de 1'outil avec le matériau à scier.
Les figures 13 à 15 illustrent le montage de segments hybrides non symétriques sur le disque-support d'un outil de sciage. L'orientation des segments est alternée afin de mettre en évidence le fonctionnement bidirectionnel de l'outil de sciage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil de sciage diamante présentant des dents à dépouille étagée, caractérisé en ce que chaque dent est constituée d'un segment de coupe monobloc comprenant entre deux étages adjacents (8,9) à dépouille décroissante une ligne de séparation (10) au moins, inclinée par rapport à l'arête de coupe (11) du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de l'outil.
2. Segment de coupe monobloc à concrétion diamantee, caractérisé en ce qu'il comprend entre deux étages adjacents (8,9) à dépouille décroissante une ligne de séparation (10) au moins, inclinée par rapport à l'arête de coupe (11) du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de 1 'outil.
3. Segment de coupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que le segment de coupe est constitué de deux éléments de segments (6) distants l'un de l'autre mais reliés par une même semelle (7) formant corps avec eux et comprenant chacun entre deux étages adjacents (8,9) à dépouille décroissante, une ligne de séparation (10) au moins inclinée par rapport à l'arête de coupe (11) du segment, elle-même parallèle à la direction de déplacement ou à la vitesse d'entraînement de 1 'outil.
4. Segment de coupe selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la ligne de séparation (10) délimite une zone d'évidement (12) destinée à séparer deux étages adjacents (8,9) .
FEUILLE DE REMPLACEMENT
5. Segment de coupe selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la hauteur de chaque étage (8,9,13) est inférieure à la hauteur critique au-delà de laquelle on observe une altération de la stabilité latérale dudit outil de coupe, en particulier une augmentation des déviations de la trajectoire de 1'outil.
6. Segment de coupe selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, destiné à fournir une lame d'armure, caractérisé en ce que la ligne de séparation (10) inclinée par rapport à l'arête de coupe (11) du segment de coupe est un segment de droite.
7. Segment de coupe selon 1'une quelconque des revendications 2 à 6, destiné à garnir la périphérie d'un disque de sciage d'une scie circulaire, caractérisé en ce que la ligne de séparation (12,14) inclinée par rapport à l'arête de coupe (11) du segment de coupe est un tronçon de spirale.
8. Segment de coupe selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les lignes de séparation (10) des étages adjacents sont inclinées symétriquement par rapport à un plan médiateur de la semelle (7) du segment.
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