|
(11) | EP 0 776 701 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
| (54) | Tuile de protection, notamment pour filet de vis convoyeuse, et procédé de fabrication |
| (57) Tuile de protection, constituée d'un corps (10) et d'une pièce (5) d'usure disposée
le long de l'un seulement des bords du corps,la pièce d'usure est constituée d'une
composition d'un matériau de plus grande dureté que le matériau du corps et d'un liant. |
[0001] La présente invention concerne des tuiles de protection, notamment pour protéger le filet d'une vis convoyeuse de l'usure. L'invention concerne également des procédés de fabrication de tuiles de ce genre.
[0002] Ces tuiles sont constituées d'un corps et d'une pièce résistant à l'usure (pièce d'usure) disposée le long de l'un seulement des bords du corps. Ces tuiles sont généralement fixées au bord du filet d'une vis convoyeuse, par exemple d'une décanteuse à bol et vis de même axe, et viennent affleurer la surface de la paroi intérieure du bol. Afin d'éviter que les particules de matière à décanter ne se trouvent coincées entre la paroi du bol et la tuile de protection du filet de la vis convoyeuse, il est essentiel que la pièce d'usure, qui, se trouvant sur le bord du corps de la tuile, constitue la partie venant affleurer la paroi du bol, ait un profil extérieur aussi précis et à angle vif que possible.
[0003] Le corps de la tuile est généralement en un matériau identique à celui du filet de la vis ou en un matériau suffisamment compatible avec celui-ci pour que l'on puisse réaliser une soudure mutuelle qui offre une protection suffisante du point de vue de la corrosion, par exemple en acier inoxydable. Ce matériau peut être usiné facilement, notamment avec des plaquettes d'usinage classiques.
[0004] En revanche, la pièce d'usure est en un matériau résistant bien mieux à l'usure, de dureté plus grande que celle du corps de tuile, par exemple en carbure de tungstène.
[0006] On connaît déjà par le brevet des États-Unis d'Amérique 3 764 062 une tuile de ce genre comportant un corps en acier inoxydable et une pièce d'usure en carbure de tungstène fritté dans laquelle la pièce d'usure est préalablement frittée de manière à présenter un profil précis (ici une surface plane cylindrique épousant la forme de la paroi du bol) à angle vif, puis est fixée par brasure au corps de tuile. L'ensemble est fixé par soudure sur le corps du filet. Si des tuiles de ce genre permettent effectivement d'obtenir des tuiles dont les pièces d'usure ont un profil précis à angle vif de manière plus aisée qu'en déposant un revêtement du matériau d'usure directement sur le filet et en l'usinant au profil désiré directement sur le filet, ces tuiles présentent cependant des inconvénients.
[0007] Le carbure de tungstène fritté est très dur, mais aussi très fragile et la solidité de la pièce d'usure est limité par celle de la brasure qui la relit au corps de tuile. Pour ces raisons une pièce d'usure peut se rompre en fonctionnement et entraîner à son tour par réaction en chaîne la détérioration des autres pièces d'usure - les morceaux de carbure se trouvant coincés entre la vis et le bol.
[0008] Compte tenu de la nécessité de souder la pièce d'usure à son corps de tuile associé, ces tuiles doivent être fabriquées une à une, ce qui rend l'automatisation de la fabrication difficile et coûteuse.
[0009] La réalisation d'une tuile de ce genre, comportant: une pièce d'usure en matériau dur fritté, un support soudable obtenu par usinage, moulage ou estampage, une liaison des deux composants par brasure sous atmosphère et température contrôlées, conduit à un prix de revient élevé - l'assemblage de cette tuile sur le filet de la vis convoyeux par soudure continue meulée contribuant lui aussi à augmenter le coût total.
[0010] Au GB-2 102 704, on décrit un procédé de fabrication d'une tuile qui consiste à déposer et à souder une partie dure à un anneau et à découper l'anneau. La partie dure n'est pas bien tenue par l'anneau et peut s'en détacher. Au U.S. 4 003 115, on ne prévoit pas de former une gorge dans un corps d'un seul tenant, ni d'enlever une partie de la tôle lors de la fabrication de la tuile. On y décrit un revêtement sur un filet de vis convoyeuse de forme hélicoïdale. Ce dernier ne peut être usiné comme un disque et pour obtenir une forme galbée on propose d'utiliser des parois latérales et frontales, sous forme de secteurs de tôle certainement difficiles à galber et à positionner. Par ailleurs, il est bien plus difficile de maîtriser le dépôt sur une spirale que sur un disque pour des raisons de régularité et de maintien en température.
[0011] L'invention pallie ces inconvénients par un procédé de fabrication d'une tuile, qui est moins coûteux et plus simple que les procédés de l'art antérieur et qui permet de fabriquer des tuiles qui sont plus résistantes aux chocs et contraintes qui leur sont appliqués et dont le bord d'attaque qui vient affleurer la paroi du bol est bien vif et à profil exact.
[0012] Ce procédé qui permet d'améliorer la résistance de la tuile, tout en étant cependant plus simple et plus propice à l'automatisation de la production, comporte les étapes qui consistent :
a) à former dans une tôle d'un seul tenant en un premier matériau une gorge dont l'une des parois latérales a une forme donnée,
b) à mettre dans la gorge un mélange comportant un second matériau de plus grande dureté que le premier et un liant en fusion qui, en se refroidissant, donne une pièce résistant à l'usure, et
c) à enlever la partie de la tôle qui forme la paroi latérale de forme donnée de la gorge.
[0013] En prévoyant une gorge dont la paroi latérale a d'emblée la forme souhaitée pour la pièce d'usure et en la remplissant d'un liquide dont la surface, après refroidissement, devient plane, il devient possible d'obtenir la pièce d'usure définitive sans avoir à usiner de matériau dur, mais simplement le corps plus tendre qui l'entoure, le liant assurant, de plus, une liaison solide et uniforme de la pièce d'usure au corps, sans mise en oeuvre d'opérations en soi même fragilisantes de soudage ou autres.
[0014] Un perfectionnement du procédé suivant l'invention consiste à prévoir la formation d'une gorge circulaire puis, après l'étape d'enlèvement de la partie de la tôle qui forme la paroi latérale circulaire de la gorge, les étapes qui consistent :
d) - à découper dans la tôle un anneau délimité, d'une part, par un cercle correspondant au plus grand diamètre de la pièce d'usure et, d'autre part, par un cercle dont le rayon est inférieur au plus grand rayon de la pièce d'usure d'une valeur correspondant à la dimension en hauteur souhaitée pour la tuile.
e) - à découper cet anneau transversalement suivant des lignes de coupe à distance angulaire les unes des autres pour obtenir des tuiles de protection, la distance angulaire correspondant à la dimension en longueur souhaitée pour la tuile.
[0015] Ce perfectionnement permet ainsi de fabriquer des tuiles en plus grande quantité à la fois et, à partir d'une même tôle, de fabriquer des tuiles de rayon de courbure différent au fur et à mesure que l'on découpe des anneaux dans la tôle.
[0016] L'invention vise également une tuile de protection en deux pièces, constituée d'un corps et d'une pièce d'usure en une composition d'un liant et d'un matériau de plus grande dureté que le matériau du corps et liée au corps, caractérisée en ce que la pièce d'usure est en contact avec le corps par deux faces adjacentes de liaison. De préférence, la face libre de la pièce d'usure, opposée à l'une des deux faces adjacentes, est alignée avec une face libre du corps. La tuile a, de préférence, la forme d'un secteur de disque.
[0017] L'invention vise enfin une vis convoyeuse dont le bord du filet comporte une tuile suivant l'invention.
[0018] Le matériau utilisé pour le corps de la tuile est habituellement de l'acier inoxydable. Il peut également s'agir d'acier non inoxydable mais soudable.
[0019] Le matériau utilisé pour la pièce d'usure est généralement du carbure de tungstène. Il peut également s'agir de tous autres carbures. Il peut se présenter sous forme de particules de 0,1 à 1,6 mm environ.
[0020] Le liant utilisé pour le carbure de tungstène est du Ni. D'autres liants possibles sont à base de chrome, argent, zinc, étain, cuivre etc.
[0022] La température à laquelle le mélange est amené doit être comprise, dans le cas de l'acier inoxydable-Ni entre 1000 et 1200°C.
[0023] Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple,
- les figure 1 à 7 sont des schémas illustrant les étapes successives du procédé suivant l'invention;
- la figure 8 est une vue en perspective d'une tuile suivant l'invention;
- la figure 9 est une vue en plan d'une convoyeuse à vis sur le filet de laquelle sont montées des tuiles selon l'invention.
[0024] A la première étape, on prépare une tôle en acier inoxydable sensiblement plane de forme circulaire. On forme ensuite à une deuxième étape (voir les figures 1 et 2) une gorge 2 circulaire ayant une paroi 3 latérale de plus grand diamètre. Cette paroi 3 latérale est plane. Elle coupe la surface supérieure de la tôle 1 en une arête 4 vive.
[0025] A la troisième étape (voir les figures 3 et 4), la gorge 2 est remplie d'un mélange qui est porté par un chalumeau C à une température comprise entre 1000 et 1200°C et qui est constitué de carbure de tungstène (70 % en masse) et de nickel (30 % en masse), le nickel servant de liant.
[0026] Une fois la gorge remplie, le mélange est rendu solide par abaissement de la température. Il se forme alors une pièce 5 d'usure dans la gorge 2.
[0027] A la quatrième étape (voir les figures 5 et 6), la partie de la tôle 1 qui se trouve à l'extérieur de la gorge 2, est enlevée par usinage par plaquettes (pastille diamant) non représentées jusqu'à ce que la paroi 3 latérale de plus grand diamètre de la pièce 5 d'usure constitue la partie la plus à l'extérieur de la tuile. Il est aisé suivant ce procédé d'obtenir que le bord extérieur de l'ensemble soit parfaitement lisse, sans qu'aucune discontinuité n'existe à l'interface pièce d'usure - tôle au niveau de ce bord extérieur.
[0028] A la cinquième étape (voir à la figure 7), on découpe la tôle suivant le cercle 6 de manière à obtenir un anneau qui est ici circulaire, mais qui pourrait être de n'importe quelle autre forme souhaitée, celle-ci étant définie par la forme de la paroi 3 latérale extérieure de la gorge et la forme de la ligne 6 de découpe.
[0029] Enfin, à la sixième étape (voir à la figure 7), on obtient des tuiles par découpe suivant des lignes 9 à distance angulaire les unes des autres. Ici aussi, ces lignes 9 peuvent avoir une forme quelconque.
[0031] Cette tuile est constituée d'un corps, en acier inoxydable qui est un matériau compatible ou identique avec le matériau du filet de la vis convoyeuse, et d'une pièce 5 d'usure qui est en un mélange d'un matériau de grande dureté (carbure de tungstène) et d'un liant (nickel) dans la proportion massique de 30%.
[0032] Le nickel permet de lier solidement le corps à la pièce d'usure sans nécessiter un soudage à l'interface corps - pièce d'usure qui formerait un point faible de la tuile, susceptible de casser sous des efforts trop intenses.
[0033] La tuile de la figure 8 en forme de secteur de disque est constituée de deux pièces seulement, à savoir le corps 10 de tuile et la pièce d'usure 5.
[0034] Le corps 10 a la forme d'une marche ayant une surface inférieure et deux surfaces supérieures décalées l'une par rapport à l'autre en hauteur et reliées l'une à l'autre par une face verticale intermédiaire. La pièce d'usure 5 est en contact avec le corps 10 par l'intermédiaire de la face verticale intermédiaire et de la face supérieure du corps de niveau le plus bas.
[0035] L'interface entre les deux pièces 5 et 10 est constituée de deux faces adjacentes l'une à l'autre, de sorte que la pièce d'usure 5 est soutenue contre le corps 10 suivant deux directions de support.
[0036] Le bord 8 extérieur de la tuile, constitué d'une face libre de la pièce d'usure 5, opposée à l'une des faces adjacentes, et de la face libre du corps 10 qui est alignée avec cette face libre, est parfaitement lisse, notamment à l'interface 7 de la pièce d'usure 5 et du corps 10.
[0037] L'interface 14 sur la face supérieure de la tuile peut également être dépourvu de discontinuité lorsqu'on remplit la gorge du mélange à ras bord lors de l'étape 3 du procédé. Cependant, en fonction du niveau de remplissage, on peut obtenir que la pièce d'usure fasse légèrement saillie ou au contraire soit en retrait par rapport à la surface supérieure de la tuile.
[0038] Enfin, la figure 9 représente une vis convoyeuse 11 dont le filet 12 est muni à son bord d'extrémité tourné vers le bol 13 de tuiles 15 de protection fabriquées suivant le procédé de l'invention. Grâce à ce procédé suivant l'invention, l'arête d'attaque des tuiles 15 de protection sur la paroi intérieure du bol 13 est parfaitement vive et de profil exact, ce qui rend cette vis convoyeuse 11 plus fiable lors de son fonctionnement, les particules convoyées étant moins susceptibles de ce coincer entre la tuile 15 et la paroi du bol 13.
1. Tuile de protection en deux pièces, constituée d'un corps (10) et d'une pièce d'usure
(5) en une composition d'un liant et d'un matériau de plus grande dureté que le matériau
du corps (10) et liée au corps, caractérisée en ce que la pièce d'usure (5) est en
contact avec le corps (10) par deux faces (7) adjacentes de liaison.
2. Tuile suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une face libre de la pièce
d'usure (5), opposée à l'une des deux faces adjacentes, est alignée avec une face
libre du corps (10).
3. Tuile suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle a la forme d'un
secteur de disque.
4. Tuile suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le liant représente
de 20 à 40 % en poids de la composition.
5. Tuile suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps est
en acier inoxydable, le matériau plus dur est le carbure de tungstène et le liant
est du nickel.
6. Procédé de fabrication d'une tuile suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'il comporte les étapes successives qui consistent :
a) à former dans une tôle en un premier matériau une gorge dont l'une des paroi latérale a une forme donnée,
b) à mettre dans la gorge un mélange d'un second matériau de plus grande dureté que le premier et d'un liant en fusion, qui en se refroidissant donne une pièce résistant à l'usure, et
c) à enlever la partie de la tôle qui forme la paroi latérale de forme donnée de la gorge.
7. Procédé suivant la revendication 6, dans lequel, à l'étape a), la gorge est circulaire,
et qui comprend également les étapes qui consistent, après l'étape c), à :
d) - à découper dans la tôle un anneau délimité, d'une part, par un cercle correspondant au plus grand diamètre de la pièce d'usure et, d'autre part, par un cercle dont le rayon est inférieur au plus grand rayon de la pièce d'usure d'une valeur correspondant à la dimension en hauteur souhaitée pour la tuile.
e) - à découper cet anneau transversalement suivant des lignes de coupe à distance angulaire les unes des autres pour obtenir des tuiles de protection, la distance angulaire correspondant à la dimension en longueur souhaitée pour la tuile.
8. Vis convoyeuse au bord du filet de laquelle est fixée une tuile, caractérisée en ce
que la tuile est telle que définie aux revendications 1 à 5.