Brevet FR2495044A1 — publié le 19820604

Outil d'enlèvement de copeaux pour machine à bois. L'invention concerne un outil d'enlèvement de copeaux pour machine à bois,pour le profilage par enlèvement de copeaux de bois rond ou de plancheswcomprenant une tête d'outil de forme tronconique et pouvant tourner sur un axe, qui est munie de couteaux faisant saillie d'une aire latérale courbe du cne et disposés en spirale à distance les uns des autres en présentant une arête de coupe parallèle dirigée perpendiculairement à l'axe ainsi que parallèlement à a face frontale de la tette d'out il, et une arête dé coupe biaise coupant les copeaux en long. Dans un outil d'enlèvement de copeaux connu de ce type (Demande de Brevet allemand NO 19 55 293) la tête d'outil présente, sur la surface extérieure de son aire latérale conique courbe, un gradin en forme de spirale. Sur cette conformation en gra din:sant disposés l'un derrière l'autre des couteaux. Les couteaux présentent une arête de coupe parallèle,qui s'étend à angle droit par rapport à l'axe de la tête d'outil rotative et donc parallèlement à sa face frontale et également parallèlement à la direction des fibres de la pièce de bois à usiner. Les couteaux présentent en outre une arête de coupe biaisè, qui s'étend en biais par rapport à l'axe de rotation et transversalement à la direction des fibres du bois, et qui ainsi coupe à longueur les copeaux enlevés du bois.Lors de l'enlèvement de copeaux, la pièce de bois est coulissée longitudinalement entre deux outils d'enlèvement de copeaux rotatifs se faisant face. Cela a l'inconvénient que, lors de l'avance de la pièce de bois, un fort échauffement de l'outil d'enlèvement peut se produire, car le bois est en contact surfacique total avec l'aire latérale conique de la tête d'outil par sa zone d'usinage en forme de gradin, de sorte qu'une chaleur de frottement considérable apparait. Pour eviter une surchauffe, il serait donc nécessaire de limiter la vitesse d'avance. I1 existe de plus le danger qu'apparaisse, en particulier du fait du fort échauffement, un coincement dans la zone des faces frontales des têtes d'outils en forme de tronc de cone qui jouxtent les surfaces planes du bois. Un autre inconvenient consiste en ce que la fabrication de l'outil d'enlèvement de copeaux est longue et coûteuse, à cause en particulier de la conformation en spirale à gradin ménagée sur l'aire latérale du cône. Le but de l'invention est par conséquent d'améliorer un outil d'enlèvement de copeaux du type décrit au début pour qu'une économie soit possible à sa fabrication et qu'un échauffement d'outil moindre ainsi qu'une puissance de coupe plus grande soient atteints, pour une avance d'usinage dépourvue de coincement. Ce but est atteint selon l'invention grâce au fait que l'aire latérale conique présente une surface extérieure, dépourvue de gradin, à génératrice rectiligne et continue, et en ce que l'arête de coupe biaise du couteau forme avec l'axe de la tête d'outil un plus petit angle que la génératrice rectiligne de la surface extérieure dépourvue de gradin. Grâce à l'invention, on obtient l'avantage que, lors de la division du bois en copeaux, l'échauffement de l'outil d'enlèvement de copeaux est réduit à une valeur minimale, car dans la zone étagée d'enlèvement de copeaux du bois, ce dernier ne s'appuie plus surfaciquement contre l'aire latérale conique, mais il ne se produit plus qu'un contact du bois de type linéaire sur la génératrice rectiligne de la surface extérieure de l'aire latérale conique.Ceci veut dire que, grace à l'invention, la plus grande part des gradins du bois dans la zone des génératrices rectilignes ne viennent plus au contact de l'aire latérale conique, mais se trouvent à distance de célle-ci, de sorte que même à cet endroit il né peut se produire aucune chaleur par frottement La limitation d'avance de la pièce de bois à usiner par l'outil d'enlèvement de copeaux est par conséquent seulement atteinte par une installation en ligne,une limitation de longueur de copeaux analogue à un point d'appui étant ainsi fournie parallèlement à la direction d'avance et à la direction des fibres du bois.Grâce à l'échauffement plus faible de l'outil d'enlèvement de copeaux atteint par l'invention, il est possible d'augmenter la vitesse d'avance de la pièce de bois, de sorte qu'est ainsi atteinte une augmentation avantageuse de la puissance. L'échauffement faible et la constitution simple de l'aire latérale conique permettent en outre que les copeaux coupés puissent être évacués rapidement du cOté d'évacuation de l'outil, au moyen, par exemple, de dérivations adaptées, une accumulation de copeaux et un empêchement du processus de coupe entraîné par celle-ci étant évités. Un autre avantage consiste en ce que le danger d'un coincement est pratiquement exclu, grtce aux espaces libres gradins produits sur le bois par l'enlèvement des copeaux, de sorte qu'est assurée une grande efficacité de fonctionnement largement dépourvue d'incidents.On obtient en outre une grande résistance de l'outil d'où résulte une économie non négligeable lors de travaux avec l'outil. On a enfin l'avantage d'une fabrication notablement plus simple de l'outil d'enlè- vement de copeaux, car la pièce à aire latérale conique ne doit plus être munie d'un décrochement compliqué en spirale, mais elle présente, conformément à l'invention, une surface extérieure lisse, dépourvue de gradin, à génératrice rectiligne continue. Il est déjà connu (Brevet suédois NO 45 401) de munir une pièce à aire latérale conique d'une surface extérieure lisse, mais il s'agit alors d'un tout autre type d'outil d'enlèvement de copeaux, dont les couteaux ne sont pas disposés l'un derrière l'autre en spirale. Dans ce cas, l'outil d'enlèvement de copeaux est constitué de telle manière que, comme dans l'état de la technique décrit préalablement, il existe un appui surfacique en gradin du bois contre la pièce à aire latérale conique, de sorte que se produit aussi un grand échauffement.En outre, l'arête de coupe en longueur des copeaux du couteau est orthogonale à l'arête de coupe parallèle, l'arête de coupe en longueur des copeaux étant de plus parallèle à la surface exterieure de la pièce à aire latérale conique, de sorte que cet outil d'enlèvement de copeaux qui n'est pas d'un type analogue ne donne pas d'indication ni de suggestion en ce qui concerne la possibilité d'un enlèvement de copeaux sans frottement et sans échauffement, comme dans l'invention, grâce à la production de grands espaces libres de gradin. Une forme de réalisation de l'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, en liaison avec le dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une machine de profilage à enlevement de copeaux équipée de deux outils d'enlèvement de copeaux selon l'invention; la figure est une vue en coupe partielle d'un outil d'enlèvement de copeaux selon la figure 1; et la figure 3 est une vue frontale d'un outil d'enlèvement de copeaux selon la figure 1. La machine 1 de profilage par enlèvement de copeaux représentée à la figure 1 est équipée de deux outils 2, 2' denlève- ment de copeaux qui sont montés rotatifs par rapport à un axe 3 et qui sont entraînés dans la direction de la flèche 4. Un bois rond 5 est déplacé dans la direction de la flèche 6 entre les deux outils d'enlèvement2, 2'. De courts copeaux parallèles aux fibres sont enlevés lors de l'avance du bois rond 5, sur ses deux côtés. Après avoir quitté les outils d'enlèvement 2 et 2', le bois rond 5 présente une surface plane 7, 7' sur chacun de ses cotés. Comme on peut le voir en particulier à la figure 2, l'outil d'enlèvement de copeaux 2 comprend une tête d'outil 8 de forme tronconique qui est évidée à la manière d'une coupelle par une cavité 9. La tête d'outil 8 présente une aire latérale de cône ou partie conique 10 dont la surface extérieure 11 est lisse et dépourvue de gradin et qui présente donc une génératrice rectiligne 14 continue allant de la face frontale 12 de la tête d'outil 8 qui fait face à la surface plane 7 du bois rond 5, jusqu'au bord extérieur 13 tourné vers l'arrière. Sur la partie conique 10 de la tête d'outil 8 sont disposés des couteaux 15 à distance les uns derrière les autres en formant une spirale d'Archimède mais cependant avec une progression linéaire de l'espacement dans la direction axiale de l'outil. Les couteaux 15 sont fixés de manière réglable à la partie conique 10 dans la zone d'une percée 16. La percée 16 est plus large que le couteau 15, ce dernier étant logé de telle manière qu'un espace libre 17, 17' subsiste de part et d'autre du couteau 15. Les percées 16 dans la partie conique 10 guident les copeaux de bois découpés vers l'évidement arrière 9. L'ouverture 18 de la percée 16 se trouve dans le plan de la surface extérieure 11 de la partie à surface connu que 10.Les couteaux 15 font saillie par rapport à la surface extérieure 11 de la partie conique 10 en présentant une arête de coupe parallèle 19 et une arête de coupe biaise 20. L'arête de coupe parallèle 19 est perpendiculaire à l'axe 3 de l'outil d'enlèvement de copeaux 2, mais elle est parallèle à sa face frontale 12 et également parallèle à la direction des fibres du bois rond 5. L'arête de coupe parallèle 19 du couteau 15 coupe donc le copeau 21 à enlever dans la direction longitudinale. L'arête de coupe biaise 20 est, par contre, orientée suivant un angle ou oblique par rapport à l'axe 3 de la tête d'outil 8. On voit clairement que l'angle entre l'arête de coupe biaise 20 et l'axe 3, qui est de l'ordre de 530, est plus petit, d'environ 100, que l'angle d'environ 63" entre l'axe 3 et la génératrice rectiligne 14 de la surface extérieure l1 lisse et dépourvue de gradin de l'aire latérale de cône 10. On voit en outre clairement à la figure 2 que l'arête de coupe biaise 20 du couteau 15 est disposée à une distance légèrement plus grande de la génératrice rectiligne 14 de l'aire latérale de cône 10 alors que la partie d'extrémité 22 de l-'tarête de coupe parallèle 19 du couteau 15 qui se trouve éloignée de l'arête de coupe biaise 20, se trouve plus près de la génératrice rectiligne 14 et qu'ainsi elle se trouve pratiquement dans le plan de la surface extérieure 11 lisse et continue. Les parties d'extrémités 22 des couteaux 15 se trouvent ainsi toujours sur la spirale d'Archimède progressant en forme de vis et qui est telle que la surface extérieure 11 lisse est une surface d'enveloppement de cette spirale d'Archimède. On voit en outre que les couteaux 15 sont constitués et disposés sur la surface conique 10 extérieure lisse de telle manière que, vu dans le sens de la génératrice rectiligne 14 et dans la zone entre la partie d'extrémité 22 d'un couteau 15 proche du bord externe 13 et l'arête de coupe biaise 20 du couteau 15 proche de la face frontale 12 de la tête d'outil 8, est formé un espace 23 libre de bois en angle aigu qui est limité par un gradin biais 24 du bois rond 5. Le gradin biais 24 se trouve ainsi à distance de la surface extérieure 11 de la partie conique 10, de sorte qu'il n'y a pas de contact et qu'il ne peut pas se produire de chaleur par frottement. Lors de l'avance du bois rond dans la direction de la flèche 6, le bois rond 5 bute seulement par une arête d'outil 25 de forme linéaire contre la surface extérieure 11 lisse et dépourvue de gradin de l'aire latérale de cône 10, de sorte qu'il n' existe alors qu'un contact matériel externe très limité, un éventuel échauffement de l'outil d'enlèvement de copeaux 2 étant réduit à un minimum. L'enlèvement de copeaux en forme de gradin biais formé par les couteaux 15 individuels se termine dans une entaille de coupe 26 d'un anneau de scie 27 situé du côté frontal de telle manière que l'arête découpe parallèle du couteau 15 qui se trouve le plus proche de la face frontale 12 n'est plus engagée complètement dans la coupe. En ce point, l'anneau de scie 27 reprend la réalisation de la surface plane 7 du bois rond 5. L anneau de scie 27 est conçu de manière à exécuter une avant-coupe. L'anneau de scie 27 est associé sur la face frontale 12 de la tête d'outil 8 à un disque de guidage 28 interchangeable qui guide le bois rond 5 par sa surface plane 7 grâce à une surface de guidage 29. On peut tirer de la figure 3 que le disque de guidage 28 présente trois couteaux libres 30. L'arête de coupe 31 de chaque couteau libre 30 se trouve dans le plan de la surface de guidage 29. En avant de l'arête de coupe 31 du couteau libre 30 est ménagé un renfoncement 32 plat, analogue à une poche à copeaux. On obtient ainsi un guidage exact et sans coincement du bois rond 5 entre les outils d'enlèvement de copeaux 2 et 2'. Les renfoncements 32 minimaux sur le disque de guidage 28 permettent en effet que le bois se comportant comme un ressort élastique s'imprime dans les renfoncements plats 32, grtce à quoi il parvient directement dans la zone de coupe des couteaux libres 30, de sorte qu'il se produit une coupe libre impeccable sur la surface plane 7. Gracie à l'action de ressort du bois, ce dernier est ainsi pratiquement comprimé transversalement à la direction longitudinale dans les renfoncements 32 de l'outil d'enlèvement de copeaux, une surface de coupe libre exactement plane étant obtenue sur le bois grâce à l'arête de coupe 31 du couteau libre 30. Un coincement du bois rond 5 est ainsi pratiquement exclu, un guidage exact du bois sur la surface de guidage 29 étant en outre en même temps fourni. Revendications. 1. Outil d'enlèvement de copeaux pour le profilage par enlèvement de copeaux de bois rond ou de planches, comprenant une tête d'outil en forme de tronc de cône et rotative par rapport à un axe, cette tête d'outil portant sur une aire latérale courbe du cône des couteaux disposés en saillie à distance les uns derrière les autres à la façon d'une spirale et qui présentent une arête de coupe parallèle perpendiculaire à l'axe ainsi que parallèle à la face frontale de la tête d'outil, et une arête de coupe biaise coupant les copeaux en longueur, caractérisé en ce que l'aire latérale de cône (10) présente une surface extérieure (11) dépourvue de gradin et à génératrice rectiligne (14) continue, et en ce que l'arête de coupe biaise (20) du couteau (15) forme un plus petit angle avec l'axe (3) de la tête d'outil (8) que la génératrice rectiligne (14) de la surface extérieure (11) dépourvue de gradin. 2. Outil d'enlèvement de copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arête de coupe biaise (20) du couteau (15) est disposée à plus grande distance encavant de la génératrice rectiligne (14) de la partie d'aire latérale de cône (10) qu'une partie d'extrémité (22) de l'arête de coupe parallèle (19) éloignée de l'arête de coupe biaise (20). 3. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (22) de l'arête de coupe parallèle (19) éloignée de l'arête de coupe biaise (20) du couteau (15) est disposés sensiblement dans la zone de la génératrice rectiligne (14) de la partie d'aire latérale de cône (10). 4. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure (11) dépourvue de gradin de la partie d'aire latérale de cône (10) est une surface-enveloppe d'une spirale d'Archimède sur laquelle se trouvent les parties d'extrémités (22) des couteaux (15) qui se trouvent du côté de l'arête de coupe parallèle. 5. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un espace (23) libre de bois est réalisé en avant de la surface extE- rieure (11) dépourvue de gradin de la partie d'aire latérale de cône (10) dans la direction de la génératrice rectiligne (14), dans la zone comprise entre la partie d'extrémité (22) d'un couteau (15) et l'arête de coupe biaise (20) du couteau (15) se trouvant le plus proche de la face frontale (12)de la tête d'outil (8). 6. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arête de coupe parallèle (19) et i'arête de coupe biaise (20) du couteau (15) sont disposées devant une ouverture (18) de la surface extérieure (11) dépourvue de gradin d'une percée (16) conformée dans la partie d'aire latérale de cône (10), qui présente un espace libre (17, 17') de part et d'autre du couteau (15). 7. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête dlou- til (8) présente un évidement (9) dans sa face arrière opposée à la surface extérieure lisse (11) de la partie d'aire laté-; rale de cône (10), évidement dans lequel débouche la percée (16) de la partie d'aire latérale de cône (10) avec les espaces libres (17, 17'). 8. Outil d'enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la surface frontale (12) de la tête d'outil (8), un disque de guidage (28) interchangeable est associé à un anneau de scie (27) de prédécoupe, qui présente au moins un couteau libre (30) dont l'arête de coupe (31) se trouve dans le plan de la surface de guidage (29) tournée vers le bois du disque de guidage (28), et en ce que, en avant de l'arête de coupe (31) du coupe teau libre (30), est ménagé un renfoncement (32) plat et en forme de poche à copeaux, dans le disque de guidage (28).