Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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TITRE DE L'INVENTION
Fendeuse de blocs de béton
CHAMP DE L'INVENTION
La présente demande se rapporte à une fendeuse de blocs de béton afin de leur
donner un aspect de pierre.
ARRI~RE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les produits de béton sont souvent fendus pour leur donner un aspect de
pierre.
La technique consiste à imposer, sur deux faces opposées des blocs, une force
importante à l'aide de lames tranchantes. Souvent, des rainures en V sont
prémoulées dans le de béton lors du moulage pour aider la fracture du produit
de béton.
Les fendeuses hydrauliques actuelles possèdent un ou plusieurs cylindres
hydrauliques qui exercent une force sur une ou plusieurs lames. Pour une même
pression hydraulique, plus la surface du ou des cylindres) est grande, plus la
force exercée est grande. II en résulte, par contre, que le débit d'huile pour
déplacer le cylindre est grand. En effet, pour un débit d'huile constant, la
vitesse
de déplacement du cylindre diminue proportionnellement à l'augmentation de la
force exercée.
La description de telles fendeuses peut être lue dans des brevets émis, par
exemple le brevet US 4,215,901 émis le 5 août 1980 à Langfield et coll., le
brevet
américain US 4,474,410 émis le 2 octobre 1984 à Ogaki et coll., ainsi que le
brevet US 4,571,002 émis le 18 février 1986 à Akanuma et coll.
ÉNONCÉ DE L'INVENTION
La présente invention consiste en un système pour fendeuse de blocs de béton
comportant trois cylindres dont un cylindre principal et deux cylindres
d'appoint
disposés de pari et d'autre du cylindre principal. Ce dernier, disposé au
centre,
est actionné par une unité de puissance hydraulique et effectue la majeure
partie
du déplacement de la lame à une haute vitesse. Lorsque cette lame rencontre
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une résistance importante, lors de la pénétration de la lame dans le bloc, les
cylindres d'appoint sont activés.
Selon un mode de l'invention, les cylindres d'appoint sont activés à l'aide
d'un
encodeur de pression. Dans le cas où l'encodeur transmet une brusque chute
de pression à l'automate de contrôle pour confirmer que le bloc est fendu,
l'automate envoie alors un signal à la valve qui contrôle le cylindre
principal
d'inverser sa direction. L'automate désactive en même temps les cylindres
d'appoint pour qu'ils accompagnent le cylindre principal sans pressurisation.
BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 représente une vue en élévation de face d'une fendeuse réalisée
selon l'invention;
La figure 2 représente une vue en élévation de côté de la fendeuse;
La figure 3 représente une vue de dessus de la Tendeuse; et
La figure 4 est un schéma hydraulique de l'opération du système.
DESCRIPTION DE VARIANTES DE L'INVENTION
Se rapportant aux figures 1, 2 et 3, il est montré une fendeuse, généralement
désignée 100, comportant un bâti 102 au-dessus duquel est montée une
structure supportante 104.
Le bâti 102 comporte un système de convoyeur 106 servant à déplacer
longitudinalement un élément de béton 108 de manière à ce qu'il passe au-
dessous d'une structure supportante 104 de la fendeuse pour y être fendu en
blocs dont deux surfaces auront un aspect de pierre.
La structure 104 de la fendeuse comprend un arrangement de lames supérieures
ainsi qu'un arrangement de cylindres comprenant un cylindre principal central
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112 et deux cylindres d'appoint 114 et 116 disposés de part et d'autre du
cylindre
principal.
Le bâti 102 comporte aussi un arrangement de lames inférieures 118 disposées
verticalement au-dessous des lames supérieures 110.
Tel qu'indiqué plus haut, l'invention consiste en un système dans lequel le
cylindre principal 112 est actionné par une unité de puissance hydraulique
(non
montrée). Ce cylindre principal effectue la majeure partie du déplacement des
lames 110 à une haute vitesse. Lorsque les lames 110 rencontrent une
résistance importante, lors de la pénétration de la lame dans le bloc, les
cylindres
d'appoint 114 et 116 sont alors activés.
Ce référant à la figure 4, le fonctionnement du mécanisme de frein des blocs
est
le suivant
Les vérins inférieurs ont une course prédéterminée (par exemple, un
pouce) et sont pressurisés (coté piston} par l'accumulateur afin de les garder
ouverts. Les vérins supérieurs de course prédéterminée (par exemple, deux
pouces) sont également pressurisés (coté piston) par le méme accumulateur
pour la méme raison.
Lorsque le mouvement du convoyeur 106 est amorcé, les vérins inférieurs
sont rétractés par la puissance hydraulique contrôlée par la valve
directionnelle
correspondante. Le fluide hydraulique contenu dans du coté piston de ces
vérins
est refoulé dans l'accumulateur.
Ä l'arrét du convoyeur, la valve directionnelle retourne à sa position
ouverte au réservoir et le fluide hydraulique est refoulé instantanément de
l'accumulateur à l'extrémité piston des vérins inférieurs. Les appuis sont
alors
pressurisés contre la portion du bloc adjacente aux lames supérieures.
Pendant la descente des lames supérieures, le fluide hydraulique contenu
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dans l'extrémité piston des vérins supérieurs est refoulé à son tour dans
l'accumulateur afin de maintenir constant la pression des appuis sur le bloc à
couper.
Lorsque le couteau supérieur se rétracte après la coupe, la direction du
fluide est inversée de l'accumulateur vers les extrémités pistons des vérins
supérieurs afin de garder la distance entre les appuis et les blocs minimum.
Ce cycle est repéré lorsque l'avance du convoyeur est de nouveau
amorcé.
Une soupape réductrice de pression et de détente, en plus du clapet
antiretour, sont intégrés en amont de l'accumulateur et les vérins afin de
remplir
sans intervention le circuit entre les vérins et l'accumulateur au démarrage.
Ces
éléments compensent également pour les fuites normales éventuelles des
vérins.
Les roulements linéaires à billes peuvent étre utilisés pour guider les
déplacements verticaux du couteau supérieur. Cependant, on peut aussi utiliser
des roulements à rouleaux de type similaire mais offrant une capacité de
charge
radiale et de moment de renversement dans les deux axes beaucoup plus
grande (45 fois) en statique. Ces derniers roulements ainsi que la structure
peuvent reprendre tous les efforts excentriques correspondants à l'effort
maximum de coupe (80 tonnes).
Le mécanisme à parallaxes guidant le mouvement du couteau inférieur
peut aussi consister en des roulements linéaires à rouleaux du méme type.
Les vérins hydrauliques régularisant la vitesse de descente de l'ensemble
des couteaux après la coupe des blocs peuvent être remplacés par des
amortisseurs de choc conventionnels réglables. Ces derniers sont autonomes
et indépendants du système hydraulique.
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Alternativement, les diamètres des tiges des trois vérins des couteaux
peuvent étre engraissés et ainsi la valve régénératrice est éliminée. La
vitesse
perdue lors de l'extension de ces vérins est compensée par leur gain de
vitesse
en rétraction.
Un accumulateur peut étre ajouté dans le circuit des vérins latéraux des
couteaux afin de compenser pour la cavitation potentielle en descente.
Le fonctionnement du mécanisme de coupage à trois vérins est donc comme suit
en se référant à la figure 4
Les trois vérins peuvent être identiques ou l'alésage du vérin central
différent.
La course des trois vérins est identique et sélectionné en fonction de
l'épaisseur des blocs à couper et le déplacement nécessaire des couteaux pour
la coupe des blocs.
Seul, le vérin central est alimenté, selon la position du tiroir de la valve
directionnelle (8), pour fixer l'écartement de l'ouverture de coupe des
couteaux
pour satisfaire l'épaisseur des blocs. Les vérins latéraux accompagnent
cependant le vérin central dans son déplacement. Le fluide hydraulique se
pompe du coté piston ou tige de ces derniers vérins via le clapet antiretour
piloté
(31 ). L'accumulateur (10) emmagasine l'excès en volume de fluide équivalent
au différentiel de volume entre le coté piston ou tige de ces vérins. La
pressurisation du fluide engendré par cet accumulateur compense pour les
pertes d'écoulement. Le clapet (41 ) prévient l'anticavitation du circuit au
démarrage et compense pour toutes fuites éventuelles.
Un encodeur linéaire détecte la position d'ouverture des couteaux
sélectionnée par l'opérateur en fonction de l'épaisseur des blocs. Cette
ouverture sera automatiquement recouvrée à l'aide de cet encodeur à chacun de
cycle de coupage.
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Au début du cycle de coupage, le vérin central amorce la descente du
couteau jusqu'au contact de ce dernier avec le bloc de béton à couper. Les
vérins latéraux accompagnent le vérin central de façon identique au réglage du
couteau supérieur en hauteur. Lorsque la résistance à la coupe des couteaux
excède le tarage correspondant de la valve séquentielle (32), cette dernière
s'ouvre afin de libérer le fluide sous pression vers les vérins latéraux.
L'effort
total sur les couteaux est ainsi réparti la longueur des couteaux et multiplié
au
prorata de l'alésage des vérins latéraux par rapport au vérin central. Le
fluide
issu du coté tige des vérins latéraux est alors emmagasiné dans l'accumulateur
(10) et l'excès correspondant la pression de tarage du clapet (28) est évacué
vers le réservoir.
Avant d'atteindre la pression de tarage de la valve (32), le mécanisme
flottant sur roulements linéaires retenant les coteaux a permis au couteau
inférieur d'étre soulevé afin d'entrer en contact avec la face inférieur du
bloc. Si
la résistance à la coupe est inférieure à la pression de tarage correspondante
de
la valve séquentielle (32), cette dernière n'ouvre pas et seul le vérin
central est
pressurisé. Les vérins latéraux conserve leur rôle d'accompagnateur seulement.
Lorsque l'encodeur de pression détecte une chute de pression, suite à la
pointe de pression de la coupe, le tiroir de la valve directionnelle (8) est
déplacé
en position opposé. Le vérin central est rétracté provoquant l'ouverture de
couteaux et entrainant également la rétractation des vérins latéraux. Le
pilote
du clapet (31 ) ouvre ce dernier afin de permettre au fluide de s'écouler du
coté
piston des vérins latéraux vers le coté tige. L'excès en volume du fluide, en
provenance de la pressurisation de vérins latéraux, est emmagasiné dans
l'accumulateur (10) jusqu'à la pression de tarage du clapet (28).
Deux amortisseurs de choc, à réglage variable, fixés au châssis de la
coupeuse synchronise la vitesse de descente de l'ensemble des couteaux
flottant
à la vitesse de rétractation du couteau supérieur. Un ressort intégré à chacun
des amortisseurs permet l'extension de ces derniers afin que leur butée
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accompagne le déplacement vertical ascendant le cadre des couteaux flottants.
L'orifice à ouverture variable incorporée à la portion hydraulique de ces
amortisseurs contrôle la vitesse de descente. Ce mécanisme d'absorption
maintien l'horizontalité des couteaux en descente et prévient le contact des
garnitures de graissage des couteaux contre les blocs de béton.
La fendeuse pourrait comprendre un mécanisme de freinage des blocs qui est
flottant et fixé à la structure supérieure 104. Ce mécanisme consiste en deux
jeux de deux vérins montés en série dos-à-dos, un accumulateur, une valve
directionnelle, deux appuis caoutchoutés guidés par des roulements linéaires.
Les appuis sont divisés en deux ensembles afin de permettre la rotation du
couteau dans la direction longitudinale. L'ensemble total est fixé à la
structure
supérieure afin d'y fixer la hauteur des appuis contre les blocs simultanément
à
l'ajustement de la hauteur des lames supérieures par rapport à la hauteur des
blocs à couper.
