Brevet FR2503614A1 — publié le 19821015

Outil à bois pour le profilaqe par enlèvement de copeaux. L'invention concerne un outil à bois pour le profilage par enlèvement de copeaux, comprenant une tête d'outil rotative sur un axe et qui présente un hachoir ou couperet avec un tachant faisant saillie d'une surface conique pour la production de copeaux hachés et l'usinage latéral d'un bois rond ou d'une planche, ainsi qu'une lame de scie circulaireldisposée coaxialement à une face frontale de la tête d'outil tournée vers la planche, et d o t é e de dents de scie pour l'usinage surfacique latéral de la planche. Dans les outils connus de profilage par enlèvement de copeaux de ce type, la lame de scie circulaire assure que la dosse de la planche devant être hachée en copeaux soit préalable ment sciée, gracie au fait que la lame de scie circulaire fait saillie par rapport au diamètre de la surface en tronc de cône tournée vers la planche et qu'ainsi elle scie, étant donné son plus grand diamètre, des parties de dosses qui sont ensuite enlevées par hachage de la planche par les hachoirs fixés à la tête d'outil ou par leurs tranchants disposés en biais. I1 existe ici le danger que, du fait d'effets de leviers,qui peuvent être favorisés en particulier par l'entaille de coupe qui se trouve en avant, avant tout a l'extrémité d'une grume, de gros morceaux de bois soient arrachés du bois rond ou de la planche, à cause de forces de pression comparativement plus grandes. Des perturbations peuvent se présenter lors de l'usinage ultérieur du bois résiduel à cause de tels fragments et l'on formule la critique que la qualité de surface sur la face usinée de la plan che est souvent trop rugueuse et ne satisfait pas les exigences, du fait des morceaux de bois arrachés. Pour assurer une sécurité d'exploitation suffisante à un tel processus combiné de hachage et de sciage, la lame de scie circulaire doit avoir une épaisseur minimale déterminée qui produit à son tour dans la planche une largeur correspondante minimale d'entaille de coupe. Les largeurs d'entaille de coupe courantes de nos jours sont d'environ 5 mm. Il a été déterminé que le besoin de puissance spécifique pour produire l'entaille de coupe est six à sept fois plus grand que le besoin de puissance spécifique pour la division en copeaux hachés de la partie de dosse.Etant donné que la lame de scie circulaire, et donc l'entaille de coupe, se trouve à proximité de l'axe médian du bois rond, la profondeur de pénétration de la lame de scie circulaire est relativement grande, de sorte qu'une grande puissance d'entratnement est obligatoirement nécessaire pour la réalisation de coupe par la scie. Cette puissance d'entratnement pour la réalisation de l'entaille de coupe correspond sensiblement a celle qui est nécessaire pour la division en copeaux hachés d'une partie à dosse ronde et d'environ 30 à 50 mm de large.On a donc l'inconvénient que le besoin en puissance d'entraSne- ment de la lame de scie circulaire, dont l'épaisseur ne doit pas descendre en dessous d'une valeur minimale déterminée pour des raisons de rigidité, est relativement élevé, de sorte que l'usinage du bois est globalement onéreux. En conséquence, le but de l'invention est d'améliorer un outil de profilage par enlèvement de copeaux du type mentionné au début, grace auquel on puisse obtenir, lors de l'usinage du bois, une surface latérale de planche bien lisse et sans arrachement et qu'une économie soit possible avec une division du bois demandant moins d'énergie. Ce but est atteint selon l'invention gracie à un outil de pro filage par enlèvement de copeaux, caractérisé en ce que le tranchant du hachoir est disposé dans un plan parallèle au plan de coupe de la lame de scie, en ce que, dans la direction radiale de la tête d'outil, la distance (rayon de la trajectoire des dents de scie) de l'extrémité libre des dents de la lame de scie circulaire à l'axe est au moins plus courte d'une longueur de copeaux de hachage du tranchant dans le plan parallèle que la distance (rayon extérieur de la trajectoire du tranchant) entre l'axe et une arête de coupe du hachoir située à l'éloignement de cet axe, et en ce que, en direction axiale de la tête d'outil, une avancée du plan de coupe de la lame de scie en avant du plan parallèle du tranchant du hachoir est plus petite que l'épaisseur des dents de scie ou de la lame de scie circulaire. Gr ce à l'invention, on obtient l'avantage que les dents de scie de la lame circulaire n'entrent en action qu après le processus de hachage, et n' usinent plus la face de la planche produite par le tranchant de hachoir circulant parallèlement à la lame de scie circulaire, que par une pé- ne'traction de profondeur si reluite que les rugosités de surface subsistant de l'usinage préalable au hachoir sont supprimées, si bien que l'on obtient une surface latérale de planche impeccablement lisse.Un autre avantage consiste en ce que, étant donné l'avancée seulement minime selon l'invention de la lame de scie circulaire, cette dernière n'a comparativement que peu de bois à couper, c'est-à-dire seulement la quantité nécessaire pour éliminer les rugosités de surface, ce pourquoi une puissance d'entraînement extrêmement faible est seulement nécessaire, de sorte que la division du bois sur la face de la planche peut être réalisée simplement et économiquement avec une faible mise en oeuvre. Une forme de réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que l'avancée du plan de coupe de la lame de scie en avant du plan parallèle du tranchant du hachoir est réglable en direction axiale de la tête d'outil. Une autre forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que l'avancée du plan de coupe de la lame de scie est variable par déplacement axial de la lame de scie circulaire et/ou du hachoir le plus proche de l'axe. Encore une autre forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que la lame de scie circulaire est associée a une plaque de base fixée de manière démontable à la tête d'outil. Encore une autre forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que la lame de scie circulaire est montée coaxialement rotative indépendamment, et en ce qu'elle est équipée d'un entraînement qui lui est propre pour une vitesse de rotation différente du régime de rotation de la tête d'outil. L'invention prévoit en outre un outil caractérisé en ce qu'un disque de guidage est associé à la lame de scie circulaire dans la zone axiale pour le guidage du bois. L'invention fournit enfin un outil caractérisé en ce que le disque de guidage est réglable coaxialement par rapport aux dents de scie ou au plan de coupe de la lame de scie circulaire. Etant donné que les bois à usiner peuvent être très différents ou varier considérablement suivant leurs types, leurs proportions de noeuds, leur taux d'humidité, la conformation de leurs fibres, la distance entre leurs anneaux annuels et d'autres propriétés, il peut être avantageux de prévoir variable, c'est-à-dire réglable, l'avance de la lame de scie circulaire et ainsi la profondeur opératoire des dents de scie. I1 est ainsi possible de régler de manière à chaque fois optimale la lame de scie circulaire ou son avance en fonction du bois à usiner, et de choisir à chaque fois la profondeur d'enlèvement ou de coupe la plus faible possible correspondant à la rugosité de surface pour obtenir une surface lisse avec une puissance d'entraînement minimale. I1 est possible de cette manière de réduire à une valeur minimale la partie de puissance relative à la lame de scie circulaire, jusqu'ici élevée, étant donné que la quantité à séparer du bois n'est jamais plus grande que ce qui est absolument nécessaire et qu'une adaptation aux conditions particulières se fait de façon simple. I1 peut être avantageux de disposer soit la lame de scie circulaire, soit le hachoir le plus proche de la surface du bois, réglable axialement de telle sorte qu'il ne reste pour la lame de scie circulaire que la plus petite profondeur d'action envisageable. En outre, il peut être avantageux pour un aiguisage ultérieur des dents de scie, de disposer la lame de scie circulaire sur une plaque de base qui est fixée de manière démontable à la tête d'outil, de sorte que toute la plaque avec la lame de scie circulaire peut être enlevée de l'outil de profilage par enlèvement de copeaux pour l'aiguisage. Les dents de scie de la lame circulaire peuvent se trouver aussi bien sur un contour circulaire que sur un contour en spirale. Il est aussi possible de prévoir des groupes individuels de dents de scie présentant un autre pas que d'autres gaupes de dents de la lame de scie, et des vides peuvent aussi en outre se trouver à l'intérieur de la denture. Il peut en outre être avantageux, pour l'augmentation de la puissance lors de l'usinage du bois, de monter la lame de scie circulaire séparément rotative coaxialement, la possibilité existant par exemple de détacher la lame de scie circulaire de la surface en tronc de cône de la tête d'outil et de la disposer sur un arbre propre coaxial à l'axe du dispositif de division en copeaux. Il peut à cet égard être avantageux d'associer un entraînement propre à la lame de scie circulaire, gracie auquel on peut obtenir une autre vitesse de rotation de lame de scie que celle de la tête d'outil équipée des hachoirs. On prendra alors avantageusement soin de choisir la vitesse de rotation de la lame de scie circulaire plus élevée que celle de la tête d'outil, de sorte que le nombre des dents de la lame de scie mis en oeuvre est augmenté. Pour assurer un guidage exact de la planche au cours du processus d'enlèvement de copeaux, il peut en outre être avantageux d'associer dans la zone axiale un disque de guidage à la lame de scie circulaire, ce disque pouvant avantageusement être réalisé réglable par rapport aux dents de la lame de scie. Une forme de réalisation de l'invention sera maintenant décrite, a titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'invention et d'une pièce de bois à usiner, et la figure 2 est une vue frontale de l'outil représenté b la figure 1. L'outil 1 de profilage par enlèvement de copeaux représenté au dessin sert à la production de copeaux hachés, ou particules, et à l'usinage latéral d'un bois rond 2 qui est déplacé suivant la flèche dans la direction d'avance 3 devant l'outil 1. Après avoir franchi l'outil 1, la face latérale 4 usinée présente une surface lisse gr ce au travail de l'outil selon l'invention. Au cours de l'usinage du bois, la tête d'outil 5 de l'outil de profilage 1 tourne autour de l'axe 6. La tete 5 porte des hachoirs 7 ou couperets qui sont disposés l'un par rapport à l'autre à distance adéquate et qui présentent un tranchant 8 en saillie par rapport à une surface conique 9 biaise de la tête 5. Les hachoirs 7 sont fixés de manière réglable parallèlement à l'axe 6 sur la tête 5, de sorte que le surplomb du tranchant 8 par rapport à la surface conique 9 est réglable ou modifiable. La longueur du tranchant 8 correspond a la longueur 10 des copeaux hachés Les copeaux ou particules détachés du bois rond 2 sont utilisés par exemple pour la fabrication de la cellulose. Sur la face frontale de 3a tête d'outil 5 en forme de tronc de cône qui est tournée vers le bois rond 2, se trouve une lame 11 de scie circulaire qui tourne également sur l'axe 6. La lame 11 de scie circulaire est fixée à une plaque de base 12 associée de manière démontable à l'outil 1 d'enlèvement de copeaux, de sorte que la lame 11 avec la plaque de base 12 peut en cas de besoin, par exemple pour l'aiguisage des dents de scie 13, être facilement enlevée. L'invention prévoit que la lame de scie 11 soit réglable axialement, de sorte qu'est possible un réglage fin de l'attaque des dents de scie. I1 est en outre prévu aussi de monter la lame de scie 11 séparément rotative et de la doter d'un entraînement propre, de sorte qu'elle peut être entraînée à une vitesse de rotation différente de celle de la tête d'outil 5.On peut tirer aussi de la figure 2 qu'à la lame de scie 11 est associé un disque de guidage 14 dans la zone axiale pour un meilleur guidage du bois rond 2, ce disque étant avantageusement également finement réglable axiale ment. La figure 1 montre clairement que le tranchant 8 du hachoir 7 circule parallèlement au plan 15 de coupe de la lame de scie. A cet égard, la lame de scie 11 et le hachoir 7 qui lui est immédiatement voisin sont montés l'un par rapport à l'autre de telle manière que le plan 15 de coupe de la lame de scie dans la direction du bois rond 2 se trouve très légèrement en avant du plan parallèle 16 du tranchant 8, de sorte qu'il n'existe qu'une très petite avancée 17 du plan 15 de coupe de la lame de scie par rapport au plan parallèle 16. Cette avancée 17 est beaucoup plus petite que l'épaisseur des dents de scie 13 ou de la lame de scie 11.Grâce à un réglage axial adéquat de la lame de scie 11 et/ou du hachoir 7 immédiatement voisin, l'avancée 17 péut être choisie de manière optimale en fonction des conditions particulières d'usinage qui sont pour l'essentiel déterminées à partir des diverses propriétés ou qualités du bois. I1 est ainsi assuré que pour chaque proportion de noeuds, taux d'humidité, conformation de fibres, distance entre anneaux annuels et propriétés analogues du bois, on obtient toujours une face latérale 4 impeccablement lisse, avec dans tous les cas une profondeur d'attaque des dents de scie dans le bois aussi faible que possible, une division en copeaux du bois économique étant obtenue gracie à une puissance d'entraînement comparativement faible, la profondeur d'attaque des dents de scie étant minime. On peut aussi tirer clairement de la figure 1 que, dans la direction radiale de la tête d'outil 5, la distance de l'ex traité libre 18 des derts 13 jusqu'à l'axe 6 est plus courte d'lue longueur 10 de copeaux hachés que la distance entre l'axe 6 et l'arête de coupe 19 du hachoir 7 éloignée de cet axe. Ceci signifie que le rayon extérieur de circulation des dents de scie de la lame 11 est plus petit que le rayon extérieur de circulation du tranchant du hachoir 7 et ce, de la valeur de la longueur du tranchant 8 ou de la longueur 10 de copeaux hachés I1 est ainsi fourni la possibilité de régler axialement l'un par rapport à l'autre le hachoir 7 et la lame de scie 11, de disposer la plus grande part de l'épaisseur ou de la largeur des dents de scie 13 en arrière de l'arête latérale 20 du hachoir 7 la plus proche de l'axe 6, et qu'ainsi l'avancée 17 ne soit formée que par une faible partie de la largeur des dents de scie. Revendications. 1. Outil à bois pour le profilage par enlèvement de copeaux1 comprenant une tête d'outil rotative sur un axe et qui présente un hachoir ou couperet avec un tranchant faisant saillie d'une surface conique pour la production de copeaux hachés et l'us i- nage latéral d'un bois rond ou d'une planche, ainsi qu'une lame de scie circulaire, disposée coaxialement à une face frontale de la tête d'outil tournée vers la planche, et dote de dents de scie pour l'usinage surfacique latéral de la planche, caractérisé en ce que le tranchant (8) du hachoir (7) est disposé dans un plan (16) parallèle au plan (15) de coupe de la lame de scie, en ce que, dans la direction radiale de la tête d'outil (5), la distance (rayon de la trajectoire des dents de scie) de l'extrémité libre (18) des dents (13) de la lame de scie circulaire (11) à l'axe (6) est au moins plus courte d'une longueur (10) de copeaux de hachage du tranchant (8) dans le plan parallèle (16) que la distance (rayon extérieur de la trajectoire du tranchant) entre l'axe (6) et une arête de coupe (19) du hachoir (7) situé à l'éloignement de cet axe, et en ce que, en direction axiale de la tête d'outil (5), une avancée (17) du plan (15) de coupe de la lame de scie par rapport au plan parallèle (16) du tranchant (8) du hachoir (7) est plus petite que l'épaisseur des dents (13) de scie ou de la lame (11) de scie circulaire. 2. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'avancée (10 du plan (15) de coupe de la lame de scie par rapport au plan parallèle (16) du tranchant (8) du hachoir (7) est règlable dans la direction axiale de la tete d'outil (5). 3. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'avancée (17) du plan (15) de coupe de la lame de scie est variable par déplacement axial de la lame (11) de scie circulaire et/ou dd hachoir (7) le plus proche de l'axe (6). 4. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame de scie circulaire (11) est associée à une plaque de base (12) fixée de manière démontable à la tête d'outil (5 ). 5. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame de scie circulaire (11) est montée coaxialement rotative indépendamment, et en ce qu'elle est équipée d'un entraînement qui lui est propre pour une vitesse de rotation différente du régime de rotation de la tête d'outil (5). 6. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un disque de guidage (14) est associé à la lame de scie circulaire (11) dans la zone axiale pour le guidage du bois. 7. Outil de profilage par enlèvement de copeaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque de guidage (14) est réglable coaxialement par rapport aux dents de scie (13) ou au plan (15) de coupe de la lame (11) de scie circulaire.