Brevet FR2390255A1 — publié le 19781208

La présente invention concerne un arbre porte-couteaux pour débiter à la surface d'une pièce de bois des copeaux d'une longueur déterminée. L'arbre comporte des couteaux en saillie disposés obliquement par rapport à l'axe de l'arbre suivant un angle aigu ; les couteaux présentent des arêtes coupantes externes calées sur un même cercle de coupe. Pour obtenir ainsi des copeaux de bonne qualité, on con nait des arbres porte-couteaux comportant des couteaux montés obliquement par rapport à l'axe de l'arbre, afin d'assurer un effet de coupe avec traction, assurant un débit de copeaux présentant une surface de coupe bien lisse et de bonne qualité. Un tel arbre porte-couteaux a été proposé, par exemple, dans le brevet Numéro 1 251 937 de la République Fédérale d'Allemagne. On connaît également pour de tels usages des couteaux dits " en peigne It, découpant des copeaux en bandes, au moyen d'arêtes coupantes disposées seulement sur des parties en saillie radiale du couteau. Chaque couteau ne peut ainsi travailler utilement que sur la moitié environ de sa longueur, pour débiter des copeaux. Et on utilise normalement, sur un même arbre, plusieurs couteaux associés, successivement décalés l'un par rapport à l'autre d'un demi-intervalle de la denture du peigne de coupe. Dans le dispositif précité à plusieurs couteaux associés, la longueur des copeaux se trouve déterminée par les lames successives pourvues d'arêtes coupantes On peut ainsi, avec les couteaux en peigne, éviter d'avoir à employer des couteaux de dimensionnement agissant au préalable, tels que nécessaires par exemple avec des couteaux de débit à lame continue. On utilise depuis de longues années des arbres portecouteaux comportant des couteaux en peigne disposés obliquement par rapport à l'axe de l'arbre, et permettant de débiter à la surface d'une pièce de bois des copeaux de haute qualité. Cependant, les arbres porte-couteaux précités présentent un inconvénient. En effet, avec les arbres et les couteaux en peigne connus, il est nécessaire, en pratique, d'utiliser deux couteaux en peigne. Le nombre des couteaux en peigne pouvant être montés sur un même arbre se trouve ainsi limité pour des raisons d'ordre technique, ce qui limite également le débit que l'on peut obtenir avec un arbre Théoriquement, le débit d'un arbre portecouteaux pourrait être doublé, si les couteaux en peigne pouvaient être remplacés par des couteaux à arête coupante continue Mais les couteaux de dimensionnement à action préalable qui sont alors nécessaires représentent un encombrement supplémentaire.En outre, ces couteaux de dimensionnement sont onéreux et imposent des opé- rations laborieuses pour le montage et l'utilisation de l'arbre porte-couteaux, car ils ont tendance à s'émousser rapidement, comme les couteaux à arête continue, de sorte qu'il faut les remplacer fréquemment. Par ailleurs, les couteaux à action préalable introduisent des irrégularités dans la surface du bois attaquée par les couteaux de débit et contribuent à réduire la finesse désirable des copeaux. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients que l'on vient d'indiquer, en permettant d'améliorer l'arbre portecouteaux du genre précité, quant au débit et à la qualité des copeaux obtenus avec cet arbre. L'invention vise un arbre tournant porte-couteaux pour débiter à la surface d'une pièce de bois des copeaux d'une longueur déterminée ; l'arbre comporte des couteaux en saillie disposés obliquement par rapport à l'axe de l'arbre suivant un angle aigu les couteaux présentent des arêtes coupantes externes calées sur un même cercle de coupe. Selon l'invention, l'arbre précité est caractérisé en ce que chaque couteau présente une succession d'arêtes coupantes disposées extérieurement dans le sens radial, et alternant avec d'autres arêtes en retrait dans le sens radial ; les arêtes en retrait sont réalisées sur une largeur appropriée dans des rainures deprofon- deurs différentes de la paroi dorsale du couteau ; la profondeur la plus réduite est celle de la rainure disposée du côté de l'extrémité du couteau qui attaque en premier lieu, et la profondeur présentant la valeur la plus importante est celle de la rainure disposée du côté de l'extrémité opposée du couteau qui attaque en dernier lieu, de manière à disposer sur un même cercle de coupe toutes les arêtes en retrait radial. On connaît des couteaux comportant des arêtes coupantes disposées extérieurement dans le sens radial, et des arêtes en retrait réalisées chacune par affûtage du fond dtune nervure. Mais ces couteaux connus sont montés parallèlement à l'axe de l'arbre porte-couteaux, et toutes les rainures de la paroi dorsale du couteau ont la même profondeur D'après le brevet allemand No 936 294, on connaît également un arbre porte-couteaux comportant des couteaux disposés l'un derrière l'autre dans le sens de la rotation de l'arbre, et présentant des arêtes de coupe qui décrivent des cercles différents. Dans le sens axial de l'arbre, des couteaux de grand rayon sont alignés avec des couteaux en retrait, et reliés à ceux-ci par des arêtes coupantes disposées radialement par rapport à l'arbre. Les arêtes coupantes en retrait sont réalisées dans une encoche de la bordure des couteaux extérieurs, qui comportent ainsi à la fois l'arête coupante orientée radialement, et l'arête interne disposée dans la paroi dorsale du couteau. Mais la réalisation du couteau précité est très onéreuse, et pratiquement inapplicable. En outre, il est pratiquement impossible de ré-affûter l'arête radiale de coupe. D'ailleurs, de réaffûtage viendrait modifier la largeur utile des autres arêtes de coupe. Les autres couteaux, du genre cité précédemment, assurent un débit de copeaux sur toute leur longueur. Cependant, il n'est pas évident d'améliorer le rendement d'un arbre-porte-couteaux équipé de tels couteaux en peigne, en adoptant pour ceux-ci la disposition des arêtes de coupe indiquées plus haut, dans le cas où chaque couteau n'est plus parallèle à l'axe de l'arbre. On se trouve, en effet, en présence de plusieurs difficultés. Un couteau à copeaux monté dans unie gorge de l'arbre, obliquement par rapport à l'axe de celui-ci, présente, -en effet, un angle d'attaque qui varie dans le- sens de la longueur du couteau. L "angle formé entre le rayon de l'arbre et ia paroi dorsale du couteau présente une valeur minima du côté de l'extrémité du couteau qui attaque en premier lieu, pour augmenter tout au long du couteau et atteindre une valeur maxima à l'extrémité opposée du couteau. La valeur de la saillie radiale de l'arête coupante relativement à la paroi de l'arbre porte-couteaux tend ainsi à varier corrélativement. Or, pour les arbres porte-couteaux du genre en question, l'épaisseur des copeaux est déterminée uniquement par la valeur de la saillie radiale précitée de l'arête coupante. On doit donc recourir à un moyen permettant d'obtenir une saillie radiale absolument constante sur toute la longueur du couteau, pour obtenir des copeaux d'épaisseur constante. Pour remédier à cette difficulté, on peut penser à donner un profil d'hyperbololde à la paroi externe de l'arbre portecouteaux. On obtient ainsi une saillie radiale constante del'arête coupante, mais l'angle d'attaque n'est pas constant sur toute la longueur du couteau Sur l'un des couteaux connus, on a corrigé cette variation de l'angle attaque en disposant les arêtes internes, radialement en retrait, de manière oblique par rapport a' l'axe de l'arbre. Mais alors, les cercles décrits par ces arêtes sont différents, et il n'est pas possible de débiter ainsi des copeaux d'épaisseur oo tante. Or, pour la production de copeaux de haute qualité, une condition essentielle est d'obtenir une épaisseur constante des copeaux, à quelques dizièmes de millimètre près. Grâce à l'invention, le problème précité se trouve résolu avec une simplicité surprenante, en modifiant les rainures dorsales du couteau qui correspondent aux arêtes coupantes internes dans le sens radial, pour donner à ces rainures une profondeur qui varie dans le sens de la longueur du couteau Ceci permet de compenser 11 effet de la variation de l'angle d'attaque du couteau dans le sens de sa longueur, et de compenser également la valeur variable qui en résulte pour la saillie radiale de l'arête coupante associée à chaque rainure dorsale La valeur observer pour la profondeur due chaque rainure dorsale dépend ainsi de la valeur du rayon de l'arbre porte-couteaux, de la longueur de l'arbre et du couteau, de l'obliquité de celui-ci et de l'épaisseur désirée pour les copeaux.D'ailleurs, il est facile due déterminer pratiquement la profondeur de chaque rainure d'une manière géométrique comme on ltexpose dans la description qui suit, à propos d'un mode de réalisation concret de l'invention. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient une amélioration importante du débit de copeaux par rapport aux arbres porte-couteaux connus, tout en conservant les avantages liés à une disposition oblique des couteaux à copeaux. Les arbres porte-couteaux conformes à l'invention, ainsi que leurs couteaux, sont faciles à fabriquer, car on peut affûter les fonds des rainures d'une manière simple et précise sur des affûteuses automatiques. Un avantage important à cet égard est de pouvoir utiliser des affûteuses courantes opérant à plat, pour réaliser simultanément les arêtes coupantes externes et les arêtes en retrait dans le sens radial, sans avoir à modifier l'écart entre les arêtes précitées. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description donnée ci-après d'un mode de réalisation présenté à titre d'exemple non limitatif 7 en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la Figure 1 est une vue en plan par dessus d'un couteau pour arbre tournant conforme à l'invention - la Figure 2 est une vue de la face arrière du couteau de la Figure 1- - la Figure 3 est une coupe du même couteau, suivant III-III de la Figure 2 - la Figure 4 représente schématiquement le montage sur un arbre porte-outil tournant de l'outil des Figures 1 à 3, disposé obliquement par rapport à l'axe de l'arbre - la Figure 5 groupe schématiquement en une seule vue trois coupes successives de ltoutil de la Figure 4, suivant Va, Vb, et Vc. Dans le mode de réalisation des Figures 1 à 3, l'outil 1 comporte une denture disposée extérieurement dans le sens radial, et formée d'arêtes coupantes 2, alternant en peigne avec d'autres arêtes 3, disposées en retrait dans le sens radial, de manière à assurer un débit de copeaux sur toute la longueur de l'outil 1. Les arêtes en retrait radial 3 sont réalisées sur une largeur appropriée, dans des rainures 4 de profondeur " x ménagées dans la face dorsale la de l'outil Comme on le voit sur la Figure 3, les arêtes coupantes 2 et 3 ne sont pas dans le même plan de la face dorsale la de l'outil. Sur la Figure 4, on a représenté un arbre tournant 5 dans lequel sont montés des outils tels que 1, conformes aux Figures 1 à 3, et disposés obliquement par rapport à 11 axe 6 de l'arbre suivant un angle aigu " eX" . Comme on le voit, d'après le sens de rotation indiqué pour l'arbre 6, c'est la partie lb de l'outil, disposée à droite de la Figure, qui attaque en premier lieu, tandis que la partie lc disposée à gauche, attaque en dernier lieu. Sur la Figure 5, on a représenté trois coupes successives du même couteau de la Figure 4. La partie gauche de la Figure 5 montre en coupe l'extrémité lc attaquant en dernier sur le couteau de la Figure 4. La coupe centrale Vb correspond sensiblement au milieu du couteau. Et la coupe Vc à droite, correspond à l'extrémité lb du couteau qui attaque en premier lieu. On a représenté également le rayon " r " du corps de l'arbre porte-couteaux, le cercle 7 décrit par les arêtes coupantes externes 2 et le cercle 8 des arêtes coupantes en en retrait 3. L'angle " W 't correspond à l'obliquité de la paroi dorsale la du couteau par rapport au rayon " r " aboutissant à l'arête coupante externe 2. Pour obtenir une épaisseur régulière des copeaux, toutes les arêtes internes 3 doivent être calées sur le même cercle 8. Un tracé géométrique exact à l'échelle de la Figure 5 permet de déterminer la profondeur " x " des rainures 4 (Figures 1 et 3), nécessaire pour assurer le calage précité. Le corps de l'arbre porte-couteaux, en regard des arêtes externes 2, peut avantageusement comporter un diamètre 17 supérieur au diamètre 18 du corps de l'arbre en regard des arêtes en -retrait 3. L'écart radial des deux cercles de diamètres 17 et 18 correspond à l'écart radial des arêtes coupantes externes et internes, décrivant respectivement les cercles 7 et 8. Cette disposition a déjà été décrite dans le brevet allemand N" 22 41 938. REVENDICATION Arbre tournant porte-couteaux pour débiter à la surface d'une pièce de bois des copeaux d'une longueur déterminée, l'arbre comportant des couteaux en saillie disposés obliquement par rapport à l'axe de l'arbre suivant un angle aigu, les couteaux présentant des arêtes coupantes externes calées sur un même cercle de coupe, l'arbre porte-couteaux étant caractérisé en ce que chaque couteau présente une succession d'arêtes coupantes disposées extérieurement dans le sens radial et alternant en peigne avec d'autres arêtes en retrait dans le sens radial, les aretes en retrait étant réalisées sur une largeur appropriée dans des rainures de profondeurs différentes de la paroi dorsale du couteau, la profondeur la plus réduite étant celle de la rainure correspondant à l'extrémité du couteau qui attaque en premier lieu, et la profondeur la plus importante étant celle de la rainure qui correspond à llextremité opposée du couteau, attaquant en dernier lieu, de manière à disposer sur un même cercle de coupe toutes les arêtes en retrait radial.