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Patent 2091888 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2091888
(54) English Title: DENT POUR OUTIL D'EXCAVATION
(54) French Title: EXCAVATING TOOL TOOTH
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • E2F 9/28 (2006.01)
  • B22F 7/08 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MAYBON, GUY (France)
(73) Owners :
  • TECHNOGENIA S.A. SOCIETE ANONYME
(71) Applicants :
  • TECHNOGENIA S.A. SOCIETE ANONYME (France)
(74) Agent: LAVERY, DE BILLY, LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 1991-09-18
(87) Open to Public Inspection: 1992-03-21
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR1991/000735
(87) International Publication Number: FR1991000735
(85) National Entry: 1993-03-17

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
90/11828 (France) 1990-09-20

Abstracts

French Abstract

2091888 9205320 PCTABS00110
La dent selon l'invention comprend, de manière habituelle, une
zone de fixation (10) et une zone de travail (11). La zone de
travail (11), en acier, comprend des barreaux longitudinaux de matière
dure (14-18), insérés dans l'acier et venant en affleurement de
la face d'attaque (6) de la dent. La présence des barreaux en
matière dure augmente sensiblement la longévité de la dent. Les
barreaux sont réalisés par infiltration.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


WO 92/05320 PCT/FR91/00735
13
REVENDICATIONS
1 - Dent pour outil d'excavation tel qu'une fraise de dragage
ou roue-pelle pour exploitation minière, comprenant une structure de
corps de dent en métal ou alliage mécaniquement résistant présentant une
zone de fixation (10) pour sa solidarisation à une structure d'entraîne-
ment (1) et une zone de travail (11) pour creuser le sol, la zone de
travail (11) étant généralement plate en forme de pelle limitée par une
face d'attacue (6) et une face de fuite (7) généralement planes ou peu
incurvées se raccordant par une facette frontale (8) en biseau
définissant une arête transversale de coupe (9), la zone de travail (11)
comprenant une rangée de barreaux (24, 33, 34, 35, 36) constitués d'un
mélange à base de grains de matériau dur liés dans une matrice, lesdits
barreaux étant longitudinaux et sensiblement perpendiculaires à l'arête
transversale de coupe (9), et formant une rangée de barreaux insérés
dans les interstices d'un peigne métallique à plusieurs longerons (25,
26, 29, 30, 31, 32) constitué par le reste de la structure de corps,
caractérisée en ce que les barreaux longitudinaux en matériau dur (24,
33, 34, 35, 36) occupent toute la hauteur de la dent entre la face
d'attaque (6) et la face de fuite (7).
2 - Dent selon la revendication 1, caractérisée en ce que les
barreaux longitudinaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36) sont séparés
de la facette frontale (8) par une traverse métallique (28).
3 - Dent selon la revendication 2, caractérisée en ce que les
barreaux longitudinaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36) sont reliés
les uns aux autres par des ponts de matériau dur (38, 39, 40, 41) de
hauteur plus petite que les barreaux et avec lesquels ils forment une
plaque de matériau dur (47) constituant la partie centrale de face
d'attaque (6).
4 - Dent selon la revendication 3, caractérisée en ce que les
extrémités antérieures des barreaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36)
sont reliées les unes aux autres par une traverse en matériau dur (37)
de hauteur sensiblement égale à la hauteur des barreaux.
- Dent selon l'une quelconque tes revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que les barreaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36)
ont une épaisseur de 4 à 15 millimètres environ et sont séparés par des
zones métalliques (25, 26, 29, 30) dont l'épaisseur est de 4 à 15
millimètres environ.

WO 92/05320 PCT/FR91/00735
14
6 - Dent selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que les barreaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36)
ont une longueur sensiblement égale à la longueur de la zone d'usure
maximale admissible de la dent.
7 - Dent selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que la face d'attaque (6), la facette frontale (8) et
les chants latéraux (12, 13) sont recouverts d'une couche (100) de
matière à base de grains de matériau dur liés dans une matrice.
8 - Dent selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que les barreaux longitudinaux en matériau dur (24,
33, 34, 35, 36) contiennent des grains de carbure de tungstène fondu.
9 - Dent selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une
partie des grains de carbure de tungstène fondu présente un diamètre
égal ou supérieur à 2 millimètres.
10 - Dent selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisée en ce que les barreaux en matériau dur (24, 33, 34, 35, 36)
sont liés au métal du corps de dent par un alliage de brasage formant
ladite matrice liant les grains de matériau dur.
11 - Procédé de réalisation d'une dent pour outil d'excavation
tel qu'une fraise pour dragage ou roue-pelle pour exploitation minière,
du type comprenant une structure de corps de dent en métal ou alliage
mécaniquement résistant présentant une zone de fixation (10) pour
solidarisation à une structure d'entraînement (1) et une zone de travail
(11) pour creuser le sol, la zone de travail étant généralement plate en
forme de pelle limitée par une face d'attaque (6) et une face de fuite
(7) généralement planes ou peu incurvées se raccordant par une facette
frontale (8) en biseau définissant une arête transversale de coupe (9),
la zone de travail comprenant des barreaux (24, 33, 34, 35, 36)
constitués d'un mélange à base de grains de matériau dur liés dans une
matrice, lesdits barreaux étant noyés dans le métal du corps de dent et
formant des barreaux longitudinaux sensiblement perpendiculaires à
l'arête transversale de coupe (9), procédé caractérisé en ce qu'il
comprend les étapes suivantes :
a) réaliser une ébauche (42) en métal ou alliage, comprenant la zone de
fixation (10) et la partie métallique de zone de travail (11), ladite
partie métallique de zone de travail comportant une série de fentes
longitudinales (43) débouchant au moins sur la face d'attaque (6) et

WO 92/05320 PCT/FR91/00735
séparées par des longerons (25, 26, 29, 30, 31, 32) ;
b) disposer ladite ébauche (42) sur un support (44) avec sa face
d'attaque (6) au dessus et en orientation sensiblement horizontale ;
c) remplir lesdites fentes longitudinales (43) avec des particules de
matière dure anti-abrasion (45) telle que le carbure de tungstène fondu
ou similaire, en vibrant l'ensemble, de sorte que les particules
viennent au maximum en appui contre les parois des fentes et sont
jointives les unes aux autres ;
d) préparer une quantité suffisante d'un alliage approprié (46) sous
forme adaptée pour assurer une répartition ultérieure de l'alliage au
cours d'une phase de fusion ultérieure, l'alliage étant un alliage de
brasage susceptible de mouiller les particules de matière dure (45) et
la matière formant l'ébauche (42) et de fondre à une température
inférieure à la température de fusion de l'ébauche (42) et du support
(44) ;
e) chauffer l'ensemble à une température supérieure à la température de
fusion de l'alliage (46) et inférieure à la température de fusion de
l'ébauche (42) et du support (44), pour assurer l'infiltration de
l'alliage en fusion entre les particules de matière dure (45) ;
f) laisser refroidir et séparer la pièce obtenue de son support.
12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il
comprend une étape préalable de préparation de la surface de l'ébauche
devant recevoir la matière dure, l'étape de préparation comprenant les
phases suivantes :
- meulage ou grenaillage de la surface,
- métallisation d'un voile d'alliage de type nickel/chrome/bore/silicium
autofusible, à l'aide d'un chalumeau.
13 - Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractéri-
sé en ce que :
- l'ébauche (42) est telle que les longerons métalliques intermédiaires
(25, 26, 29, 30) sont en retrait de la face d'attaque (6) définie par
les longerons extrêmes (31, 32),
- lors de l'étape de remplissage et d'infiltration, la matière dure (45)
remplit les fentes (43) et recouvre les longerons intermédiaires pour
constituer une plaque de matière dure infiltrée (47) formant la zone
centrale de face d'attaque (6).
14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que :

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16
- les extrémités antérieures des longerons extrêmes (31, 32) sont
reliées l'une à l'autre par une traverse métallique (28), tandis que les
longerons intermédiaires (25, 26, 29, 30) comportent une extrémité libre
séparée de la traverse métallique (28) par un intervalle,
- lors de l'étape de remplissage et d'infiltration, la matière dure (45)
remplit ledit intervalle séparant les extrémités libres des longerons
intermédiaires et la traverse métallique (28), pour former une traverse
de matière dure (37).
15 - Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractéri-
sé en ce qu'il comprend une étape ultérieure de réalisation d'un
revêtement superficiel (100) de matière dure couvrant notamment la face
d'attaque (6) et la facette frontale (8), par fusion d'un cordon de
soudure.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


W~ 2/05320 2 ~ 91~ 8 8 CI'/FR91/00735
DENT POUR OUTIL D' EXCAVATION
La présente invention concerne les outils d'excavation tels que
les roues-pelles pour exploltation minière ou les fraises de dragage.
Les roues-pelles comprennent une roue d'entrainement, pivotant
S autour d'un axe et entra;née par des moyens d'entra~nement en rotation.
La périphérie de la roue-pelle porte une série de godets équipés de
dents disposées selon des orientations sensiblement radiales. Les
fraises de dragage ne comportent pas de godets, et leurs dents sont
réparties en périphérie d'une structure ogivale rotative. Chaque dent
comprend une structure de corps de dent monobloc en métal ou all1age
mécaniquement résistant tel que l'acier, présentant une zone de fixation
pour la solidarisation au godet ou à 1~ structure ogivale, et une zone
de travail pour creuser le 801. La zone de travail est généralement
plate er forme de pelle, limitée par une face d'attaque orientée dans le
sens de progression de la périphérie de roue ou de structure ogivale
dans le sens de rotation préférentielle, une face de fuite ou face
opposée à la face d'attaque. La face d'attaque et la face de fuite sont
généralement planes ou peu incurvées et se raccordent par une facette
frontale en biseau déflnis~ant une arête transversale de coupe. Lorsque
la dent est montée sur le godet ou la structure ogivale, l'arête
transver6ale de coupe est sensiblement parallèle à l'axe de rotation de
l'ensemble, et le plan général formé par la pelle de dent ou zone de
travail est généralement incliné en d~rection du sens de progression de
la dent dans le sens de rotation préférentielle.
Lors du fonctionnement, le godet ou la fraise gratte, par une
partie de sa zone périphérique, dans le 801, le~ dents mordant dans le
~ol par l'arête transversale de coupe et repoussant la matière par la
face d'attaque. Il en résulte une usure importante de l'arête transver-
sale de coupe et de la face d'attaque.
Une solution habituelle pour augmenter la durée de vie et
l'efficacité des dents est de recharger la surface extérieure de la face
d'attaque et de la facette frontale en biseau pour les revêtir d'une
couche de carbure fondu, par fusion d'un cordon de soudure.
Bien que ce procédé augmente sensiblement la durée de vie de la
dent, on constste que l'usure, relativement lente en début d'utilisation
lorsque la matière dure recouvre encore la facette frontale, devient
beaucoup plu~ rapide lorsque la matière dure recouvrant la facette
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WO 92/05320 PCr/FR9l/007~:
frontale ~ elle-même été détériorée par l'usure. La dent ne peut être
utllisée que tant que sa zone de travail n'a pas été réduite en longueur
dans de6 proportions trop importantes, défini6sant la zone d'usure
maximale admisslble de la dent.
En particulier, à partir du moment où la facette frontale a
perdu sa couche protectrlce de matière dure, l'u~ure devient beaucoup
plus rapide, malgré l'existence d'une couche de matière dure sur la face
d'attaque de la dent.
Un autre inconvénient des structures connues est qu'elles
lO nécessitent la réalisation d'une couche superficielle protectrice de
rechargement dur, couche réalisée par fusion au chalumeau' ou à l'arc
électrique. Par exemple on peut réaliser un dépôt constitué d'un mélange
de grains de carbure fondu noyés dans une matrice fusible. Un tel
rechargement d'une surface est long et fastidieux, et produit des
15 surfaces relativement irrégulières, constituée6 de la juxtaposition de
plusieurs cordons de soudure côte à côte. Les zones intermédialres entre
deux cordons successifs constltuent le plu9 souvent des zones en creux
dont la structure métallurgique est légèrement différente de la
structure centrale des cordons de soudure. Il en résulte un manque
20 d'homogénéité de 18 matière formant la couche protectrice en matière
dure, ce qui entraIne l'apparition de zones préférentielles d'usure
favorisant une usure plus rapide de la matière. En outre, un tel procédé
est onéreux, et requiert une main d'oeuvre qualifiée.
On connait également des dents de dragage à structure compo-
25 site, comportant un corps de dent métallique contenant des inserts enmatière dure antiabrasion. Ainsi, dans le document US-A-3 805 423, un
insert préfabriqué est rapporté dans des logements approprlés du corps
métallique de dent, dans lesquels il est fixé par soudage ou brasage.
L'insert, sur le mode te réalisation des figures 3 et 4, comprend deux
30 barreaux intermédialres occupant chacun la deml hauteur de la dent. Le
document US-A-4 052 802 enselgne également de prévoir un insert
préfabriqué et rapporté dans le corps de dent. L'insert est pris en
sandwlch entre de~ plaques métalliques, entre lesquelles il est assemblé
par bra3age. Alnsl, l'lnsert n'occupe pas toute la hauteur de la dent.
35 Dans le document FR-A-2 373 500, un outil pour excavation est réalisé en
prévoyant un insert en carbure fritté dans un corps en acier. Le corps
en acier est coulé autour de l'insert. Dans le document US-A-3 286 379,

W ~ 92/OS320 P ~ tFR91/00735
~91888
de~ doigts de matériau dur sont réalisés par coulée d'un matériau dur
dans des rainures longitudlnales du corps métallique de dent. Le
docume~t JP-A-62 99 527 décrlt une dent pour outil d'exca~ation dans
laquelle des inserts préfabriqués sont formés à partir de carbure
fritté, et ~ont assemblés au corps de dent par brasage.
Il apparait que ces structures connues à inserts longitudinaux
ne procurent pas les résultats attendus d'efficacité et de longévité. On
constate en effet une usure encore assez rapide de la dent, notamment
par effritement des barreaux de matér$au dur. Les barreaux de matériau
dur, qui n'occupent pas toute la hauteur de la dent, ne procurent pas
une augmentation suffisante de longévité de la dent, et leur procédé de
fabrication ne penmet pas une cohésion suffisante des parties d'une
telle structure hétérogène.
La présente invention a notamment pour objet d'éviter les
inconvénients des ~tructures connues de dents d'outils d'excavation et
de leurs procédés de réalisation, et propose tout d'abord une nouvelle
structure composite de tent comportant plusieurs barreaux longitudinaux
de matériau dur occupant toute la hauteur de la dent. La nouvelle
structure de dent est compatible avec la présence de couches superfi-
cielles de protection en matière dure fondue, m8i8 peut également êtreutilisée en l'absence d'une telle couche superficielle te protection.
Mais l'un des problèmes est que, par les procédés habituels de
brasage ou de soudage, 11 est délicat ou difficile d'insérer et de
solidariser correctement des barreaux occupant toute la hauteur de la
dent, sans per~urber les propriétés mécaniques de la matière anti-
abrasion constituant les barreaux. L'i m ention résoud cette difficulté
par un procédé nouveau d'in$iltration sur l'ébauche de dent elle-même.
L'invention propose donc de réaliser une telle structure de
dent au moyen d'un procédé dit d'infiltration. Le procédé d'inflltration
peut être mis en oeuvre de manière relativement simple, sans nécesslter
une grande dextérité de l'utilisateur, contrairement aux techniques de
rechargement par cordon de soudure, et conduit à une diminution du coût
de production. Le procédé évite te recourir à une étape télicate de
soudage ou de brasage d'un insert.
Lorsqu'on utilise un tel procédé d'infiltration, la structure
de dent ainsi obtenue se caractérise par le fait que les barreaux de
matériau dur sont liés au métal du corps te dent par un alliage de
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209~ 88~ 4
brasage formant la matrice elle-même liant les grains de matériau dur
entre eux. Cette caractéristique apparait particulièrement importante
pour obtenir un bon effet de cohésion entre les barreaux de matériau dur
et le métal formant le corps de dent.
Lors de la mise en oeuvre d'un tel procédé d'inflltration, le8
structures de moulage 60nt particulièrement réduites et simples à
réaliser, car le~ parties métalliques de la structure de dent font
elles-mêmes fonction de moule.
L'invention permet d'améliorer considérablement les propriétés
de longévité et d'efficacité d'une dent d'outil d'excavation, dans des
proportions étonnantes par rapport aux techniques connues, pour des
quantités de matériau dur comparables. En cours d'usure, la dent res~e
coupante.
Enfin, on diminue sensiblement le risque de casse ou d'effrite-
ment du re~êtement et des barreaux de matériau dur, risque que l'on
rencontre sou~ent dans les tents connues.
L'invention permet donc d'obtenir une meilleure cohésion de la
dent d'excavation, une meilleure dureté des barreaux de matériau dur, et
- une plus grande facilité de réalisation.
Pour atteindre ces ob~ets ainsi que d'autres, la dent pour
outil t'exca~ation selon l'invention présente une structure générale
simllaire aux tents connues ; toutefois la zone de travail de la dent
selon l'invention comprend des barreaux constitués d'un mélange à base
de grains de matériau dur liés dans une matrice, lesdits barreaux étant
noyés dans le métal tu corps de tent et formant tes barreaux
longitutinaux sensiblement perpenticulaires à l'arête trans~ersale te
coupe. Le~ barreaux longitudinaux en matériau dur forment une rangée de
barreaus insérés dans les interstices d'un peigne métallique constitué
par le reste de la structure de corps, les barreaux longitutinaux en
matériau tur occupant a~antageusement toute la hauteur te la dent entre
la face d'attaque et la face de fuite.
Selon une possibilité, les barreaux longitudinaux en matériau
dur sont séparés de la facette frontale par une zone métallique, ou
tra~erse métallique. Cette structure facilite la réalisation de la dent
par infiltratlon, puisque la traverse métallique forme alors une partie
de moule pour contenir le matériau en fusion destiné à former les
barreaux.
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W~ 92/05320 PCI/FR91/00735
5 2~91888
Selon un mode de réalisation particulier, les barreaux longitu-
dinallx en matériau dur sont reliés les uns aux autres par des ponts de
matériau dur de hauteur plus petite que les barreaux et avec lesquels
ils forment une plaque de matériau dur constituant la partie centrale de
5 fsce d'attaque. Danq ce cas, les extrémités antérieures des barreaux en
matériau dur peuvent avantageusement être reliées les ùnes aux autres
par une traver~e en matérlau dur de hauteur sensiblement égale à la
hauteur des barreaux.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente
10 invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa-
tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi
lesquelles:
- la figure l est une vue en coupe transversale schématique d'une fraise
de dragage;
15 - la figure 2 est une vue de dessus d'une dent, montrant la face
d'attaque
- la figure 3 est une vue de côté de la dent de la figure 2;
- la figure 4 est une we de dessous de la dent de la figure 2, montrant
la face de fuite;
20 - les figures 5 à 7 montrent respectivement la face d'attaque, la we de
profil et la face de fuite d'une dent selon un autre mode de réalisation
de l'invention ; `
- la figure 8 est une coupe longitudinale en vue de côté selon le plan
A-A de la figure 9;
25 - la figure 9 est une vue de dessus de la dent de la figure 5, en coupe
longitudinale selon le plan B-B de la figure 8;
- la figure lO est une coupe transversale selon le pl~n C-C de la figure
9;
- les figures ll, 12 et 13 sont des vue6 similaires des figures 8, 9 et
30 lO respectivement dans un second mode de réalisation de l'invention;
- les figures 14, 15 et 16 sont des vues simllaires des figures 8, 9 et
lO dans un troisième mode de réalisation de l'lnvention;
- les flgures 17, 18 et l9 sont des vues simllaire~ des figures 8, 9 et
lO respectivement pour un troisième mode de réalisation de l'invention;
35 - les figures 21 et 22 sont des vues similaires des figures 9, lO
respectivement pour un quatrième mode de réalisation selon l'invention,
la figure 20 étant une coupe longitudinale selon le plan D-D de la
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WO 92/05320 PCr/FR91/007~C
209 ~ 88~ 6
figure 21 ; et
- les figures 23 a 27 illustrent les étapes d'un procédé de réali~ation
de dents selon l'invention par infiltration.
Dans le de de réalisation ~chématiquement illustré sur la
5 figure 1, un outil d'excavation tel qu'une fralse pour dragage ou une
roue-pelle pour exploitation minlère comprend généralement une structure
porteuse rotative 1, montée rotative sur un axe 2 d'entrainement et
sollicitée par des moyens d'entra~nement en rotation selon un axe de
rotation préférentielle repré6enté par la flèche 3. La périphérie 4 de
10 la qtructure porteuse rotative porte des dents telles que la dent 5,
selon des orientations généralement radiales légèrement inclinées en
direction du sens 3 de rotation préférentielle, comme le représente la
figure. Les dents sont toutes nor~nalement identiques. La dent S comprend
une face d'attaque 6 orientée vers le sens de rotation préférentielle 3,
15 une face de fuite 7 opposée, et une facette frontale ô définissant une
arête transversale de coupe 9. L'arête transversale de coupe 9 est
sensiblement parallèle à l'axe de rotation 2 de la roue.
La dent 5 est représentée plus en détail sur les figures 2 à 4.
Les figures 2 à 4 ne montrert que la surface extérieure de la dent, qui
20 peut être une dent traditlonnelle ou une dent selon la présente
invention.
Co ;e le représentent les figures 2 à 4, une dent d'outil
d'excavation selon l'~nvention comprend une ~tructure de corps de dent
en métal ou alllage mécaniquement résistant tel que l'aciert présentant
25 une zone de fixation 10 pour la solidarisation à la structure de roue
d'entralnement, et une zone de travail ll pour creuser le 801. La zone
de fixation 10 peut-être de type traditionnel, et n'a pas d'effet
particulier pour ce qui concerne la présente invention. L'invention
s'intéresse à la zone de travail 11.
La zone te travall 11 est généralement plate en forme de pelle
limitée par la face d'attaque 6, la face de fuite 7, la facette frontale
ô et deux chant6 lateraux 12 et 13. La face d'attaque 6 et la face de
fuite 7 sont généralement planes et peu lncurvées, éventuellement
parallèles l'une à l'autre. La facette frontale 8 est inclinée en
35 biseau. La tent présente ainsi une arête transversale de coupe 9.
Les dents traditionnelles comportent généralement des couches
de revêtement en matériau dur telles que des couches a base de grains de
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2091888
cnrbure de tungstène fondu noyés dans une matrice metallique. La face
d'attaque 6, la facette frontale 8 et les chants latéraux 12 et 13 sont
recouverts d'une couche protectrice en matériau dur.
La structure selon l'invention se caractérise particulièrement
par la présence et la forme de zones de matériau dur noyées dan6 la
structure métallique de la zone de travail 11. De telles zones de
matériau dur sont apparente6 par exemple dans le mode de réalisation des
figures 5 à 7 ~ sur la figure 5, on voit apparaltre, sur la face
d'attaque 6, cinq zones rectangulaires respectivement 14, 15, 16, 17 et
lô. La matière dure, constituée d'un mélange à base de grains de
matériau dur liés dans une matrice, vient en affleurement de la face
d'attaque 6 selon les cinq zones rectangulaires, d'axe longitudinal,
régulièrement e~pacées les unes par rapport aux autres. Les zones
rectangulaires viennent à proximlté de l'arête transversale de coupe 9,
sans toutefois toucher l'arête. De même, des zones similaires rectangu-
laires 19, 20, 21, 22 et 23 apparaissent sur la face de fuite 7
représentée sur la figure 7. Eh réalité, les zones respectives telles
que la zone 17 de la figure 5 et la zone 22 de la figure 7 sont les
faces apparentes t'un barreau 24 (figure 8) constitué de matière ture
inséré dans une fente traversant le métal formant la structure de base
te la zone de travail 11.
Les figures 8 à 10 représentent la dent des figures 5 A 7,
selon différentes coupes transversales et longitudinales. Ainsi, la
figure 8 est une coupe longitudinale, selon un plsn perpendiculaire à la
face d'attaque 6 et coupant le barreau de matière dure 24 de la figure 9
correspondsnt aux surfaces 17 de la figure 5 et 22 de la figure 7. La
matière dure du barreau 24 est limitée latéralement par deux longerons
métalliques intermédiaires 25 et 26, par la base 27 de la structure
métallique de zone de tra~ail, et par une traverse métallique d'extrémi-
té 28. La matière du barreau 24 affleure sur la face d'attaque 6 pourformer la zone rectangulaire 17, et affleure sur la face de fuite 7 pour
former la zone rectangulaire 22.
Dans ce mode de réalisation, la partie métallique de zone de
travail 11 comporte une série de fentes longitudinales séparées par des
longerons, par exemple 8iX longerons 25, 26, 29, 30, 31 et 32
défini~sant cinq fentes pour recevoir cinq barreaux 24, 33, 34, 35 et
36. Les fentes longitudinales sont remplies de matière dure snti-
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abrasion telle que le carbure de tungstène ou similaire. Les longerons
métalliques sont tous reliés d'une part à la ba6e de structure
métallique 27 et d'autre part à la traverse métallique antérieure 28.
Dans ce mode de réalisation, les faces extérieures de la dent
5 ne sont pas recouvertes d'une couche de protection anti-usure à base de
matériau dur. La présence des zone~ internes de matériau dur telles que
le barreau 24 suffit 8 retarder considérablement l'usure de la dent.
La structure représentée sur les figures 11 à 13 est similaire
de celles des figures 8 à 10: la structure interne est identique ; la
10 seule différence est la présence d'une couche extérieure protectr~ce 100
de matériau dur, tels que des grains de carbure de tungstène fondu liés
par une matrice métallique, ladite couche protectrice recouvrant la face
d'attaque 6, la facette frontale 8 et les chants latéraux 12 et 13.
L'aspect extérieur d'une telle dent est identique à celui représenté sur
15 les figures 2 à 4.
Le mode de réalisation représenté sur les figures 14 à 16 est
similaire à celui des figures 11 à 13, et en diffère par le fait que
l'on supprime la traverse métallique 28. Dans ce cas, les longerons
métalliques tels que les longerons 25 et 26 comportent des extrémités
20 antérieures libres qui ne se rejoignent pas, et l'espace 24 est une
fente ouverte. Les longerons métalliques forment ainsi une sorte de
peigne, dont les interstices sont occupés par une rangée de barreaux en
matériau dur. La matière dure remplissant les interstices tels que
l'espace 24 ~e propage jusqu'à la couche protectrice 100 recouvrant la
25 facette frontale de coupe 8. En variante, on peut utiliser la même
structure interne de dent, dépourvue de couche protectrice 100 exté-
rieure.
Dans le mode de réalisation des figures 17 à 19, la structure
est similaire à celle du mode te réalisation des figures 14 à 16. Elle
30 en diffère par le fait que, dans la zone antérieure des chants latéraux
12 et 13, l'épai6seur de la couche protectrice 100 de matière dure est
augmentée. Ces zones constituent en effet des zones d'usure préféren-
tielle, Roumises à des contraintes d'uRure supérieures à celles subies
par les autres parties de travail de la dent. On a constaté qu'une
35 falble augmentation d'épa$sseur de couche protectrice dans ces deux
parties latérales conduit à augmenter sensiblement la longévité de la
dent.
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Le mode de ré~lisation des figures 20 à 22 diffère des modes de
réalis~tlon précédents en ce que des ponts de matière dure sont préw s
pour relier les barreaux successifs internes de matière dure de la dent.
Comme dans le mode de ré~lisation des figures 8 à 10, 1~ structure
métallique de la dent comprend une base métallique 27 à laquelle se
raccordent les longerons intermédiaires 25, 26, 29 et 30 ainsi que deux
longerons latérsux 31 et 32. Les extrémités sntérieures des longerons
latéraux 31 et 32 sont reliées par la traverse 28 métallique. Les
longerons intermédiaires métalliques 25, 26, 29 et 30 comportent des
extrémités antérieures libre~ en retrait de la traverse 28 métallique.
La matière dure forme ainsi les barreaux longitudinaux 24, 33, 34, 35 et
36, et les extrémités antérieures des barreaux sont reliées les unes aux
sutres par une traverse 37 de matière dure. La traver~e 37 de matière
dure peut avantageusement occuper toute la hauteur de la partie active
de dent, c'est-à-dire toute la distance séparant la face d'attaque 6 et
la face de fuite 7, comme le représente la figure 20. Dans ce cas, lors
de l'util~sation, la traver6e métallique 28 s'use assez rapidement, et
laisse sppsrsltre la traverse 37 en matière dure qui s'oppose à l'usure.
De même, les longerons latérsux 31 et 32 métslliques s'usent a~sez
rspidement, et laissent ensuite apparaitre les barreaux latéraux de
matière dure 33 et 36, qui s'opposent à l'usure.
Dsns ce même mode de réslisation, les bsrreaux longitudinaux en
matériau dur sont reliés les uns aux autres par des ponts de matérisu
dur de hsuteur plus petite que les barreaux et avec lesquels ils forment
une plsque de matériau dur constitusnt la partie centrsle de la face
d'attaque 6. Ainsi, comme le représente la figure 22 en coupe
transverssle, les bsrreaux longitudinaux de matière dure 24 et 33 sont
rellés par le pont 33. Ls figure 20 est une coupe selon le plan D-D
longitudinal de la figure 21, et représente la coupe longitudinale de ce
même pont 30. Les ponts 39, 40 et 41 relient deux à deux les sutres
barreaux longitudinaux de matière dure. En d'sutres termes, les
longerons métslliques intermédiaires ont une hauteur plus fsible que la
hauteur totale de la partie sctive de dent, de sorte que la mstière dure
recouvre les barresux longitudinsux intermédisires sur la fsce d'attaque
6 de la dent.
Dans tous les modes de réalisation qui ont été décrits, les
bsrreaux en matériau dur peuvent avoir une épaisseur de 4 à 15
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~u9.~888 10
mlllimètres environ, et être séparés par des zones métalliques ou
longerons métalliques dont l'épaisseur est de 4 à 15 millimètres
environ. L'épaisseur est définie comme étant la dimension selon une
direction parallèle à l'arête transversale de coupe 9. La longueur des
5 barreaux en matériau dur est sensiblement égale à la longueur de la zone
d'usure maximale admissible de la dent. La matière dure constituant les
barreaux longitudinaux peut avantageusement contenir des grains de
carbure de tungstène fondu, de préférence des grains sphéroIdaux exempts
de zones anguleuses. Des caractéristiques anti-usure améliorées sont
10 obtenues en utilisant un mélange de grains de différents calibres,
certains des grains de carbure de tungstène fondu présentant un diamètre
égal ou supérieur à 2 millimètres.
Selon l'invention, le procédé pr~féré représenté sur les
figures 23 à 27, pour réaliser les zones internes de matière dure telles
15 que les barreaux longitudinaux, comprend les étapes suivantes:
a) selon la figure 23, réaliser une ébauche 42 en métal ou alliage,
comprenant la zone de fixation 10 et la partie métallique de zone de
travail 11, ladite partie métallique de zone de travail comportant une
série de fentes longltudinales 43 débouchant au moins sur la face
20 d'attaque 6 et séparées par des longerons 25, 26, 29, 30, 31, 32;
b) selon la figure 24, disposer ladite ébauche 42 sur un support 44 avec
sa face d'attaque 6 au dessus et en orientation sensiblement horizon-
tale;
c) selon la figure 25, remplir lesdites fentes longitudinales 43 svec
25 des particules de matière dure anti-abrasion 45 telle que le carbure de
tungstène fondu ou simllaire, en vibrant l'ensemble, de sorte que les
particules viennent au maximum en appui contre les parois des fentes et
sont jointives les unes aux autres;
d) selon la figure 25, préparer une quantité suffisante d'un alliage
30 approprié 46 sous forme adaptée pour assurer une répartition ultérieure
de l'alliage au cours d'une phase de fusion ultérieure, l'alliage étant
un alllage de brasage susceptible de mouiller les particules de matière
dure 45 et la matière formant l'ébauche 42 et de fondre à une
température inférieure à la température de fusion de l'ébauche 42 et du
35 support 44;
e) selon la figure 26, chauffer l'ensemble à une température supérieure
à la température de fusion de l'alliage 46 et inférieure à la
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température de fusion de l'ébauche 42 et du support 44, pour assurer
l'lnfiltration de l'alllage en fuslon entre les particules de matlère
dure 45 ;
f) selon la flgure 27, laisser refroidir et séparer la pièce obtenue de
80n 5uppor t.
Dans le mode de réallsation décrlt en relation avec les figures
23 à 27, l'ébauche 42 est telle que le6 longeronæ métalliques
intermédiaires 25, 26, 29 et 30 sont en retrait de la face d'attaque 6
définie par les longerons extrêmes 31 et 32. De cette façon, lors de
l'étape de rempllssage et d'lnflltratlon de la figure 25, la matière
dure 45 remplit les fentes 43 et recouvre les longerons lntermédia~res
25, 26, 29 et 30 pour constituer une plaque de matière dure infiltrée
47, représentée sur la figure 27, forman$ la zone centrale de la face
d'attaque 6.
Selon une variante, les extrémités antérieures des longerons
extrêmes 31 et 32 sont reliées l'une à l'autre par une traverse
métalllque telle que 18 traverse 28 représentée sur la figure 20, tandis
que les longerons intermédiaires 25, 26, 29 et 30 comportent une
extrémité libre séparée de la traverse 28 par un inter~alle. ~e cette
façon, lors de l'étape de remplissage et d'infiltration illustrée par la
figure 25, la matière dure 45 remplit ledit intervalle séparant les
extrémités libres tes longerons intermédiaires et la traverse métallique
28, pour former une traverse de matière dure 37 telle que représentée
sur les figures 20 et 21.
Le procédé est compatible avec une étape ultér~eure au cours de
laquelle on peut réaliser un revêtement superficiel 100 de matière dure
sur la face d'attaque 6 et la facette frontale 8, comme le représentent
les figures 11 à 16. Le re~êtement superficiel 100 de matière dure peut
par exemple être réalisé par fusion au chalumeau ou à l'arc électrique
d'un cordon de soudure, selon les procédés classiques de rechargement
par soudure.
Pour améliorer la cohésion entre la structure métallique de
corps de dent et les parties en matériau dur, on peut recourir, avant
infiltration-soudure, à une étape préalable de préparation de la surface
de l'ébauche de~ant être au contact de 1Q matière dure. La préparation
peut comprendre les phases sui~antes :
- meulage ou grenaillage de la surface,
. :
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: . . : - -

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æ ~ 9 ~ 8 8 ~ 12
- métallisation d'un voile d'alliage de type nickel/chrome/bore/silicium
autofusible, à l'side d'un chalumeau.
La présente lnvention n'est pss limitée aux modes de réslisa-
tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses
variantes et généralisstions contenues dans le domalne des revendica-
tions ci-après. Cn peut notamment, sans sortlr du cadre de l'inventlon,
prévoir un nombre de barreaux de matériau dur différent de cinq, des
section6 de barreaux différentes de la section rectangulaire, des formes
non planes de face d'attaque et de face de fuite de dent.
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Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Time Limit for Reversal Expired 1996-03-18
Application Not Reinstated by Deadline 1996-03-18
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 1995-09-18
Inactive: Adhoc Request Documented 1995-09-18
Application Published (Open to Public Inspection) 1992-03-21

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
1995-09-18
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
TECHNOGENIA S.A. SOCIETE ANONYME
Past Owners on Record
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 1992-03-20 1 44
Claims 1992-03-20 4 139
Cover Page 1992-03-20 1 14
Abstract 1992-03-20 1 78
Drawings 1992-03-20 9 171
Descriptions 1992-03-20 12 479
Representative drawing 1998-08-03 1 12
Fees 1994-07-14 1 35
Fees 1993-08-02 1 27
International preliminary examination report 1993-03-16 24 908
PCT Correspondence 1993-05-03 1 34