Brevet FR2519569A1 — publié le 19830718

La présente invention concerne les lames de scies en général et en particulier les lames de scies à ruban, circulaires et alternatives utilisées dans les machines à scier les métaux. Plus précisément, elle apporte des formes et dispositions nouvelles des dents de telles lames pour augmenter la vitesse de coupe, c'est- à-dire la surface coupée par unité de temps, de même que la durée de service, pour réduire le bruit et la vibration pendant le sciage, empocher la déviation de la lame de sa trajectoire de coupe normale et accroître la résistance des dents. On sait que le sciage mécanique des métaux s'effectue à l'aide de différentes sortes de machines, utilisant en particulier les trois types principaux de lames indiqués ci-dessus, à savoir à ruban, circulaire et alternatif Bien entendu, on désire toujours que la lame coupe vite, dure longtemps, ne fasse pas beaucoup de bruit, vibre peu et ne dévie pas de sa trajectoire normale Ces désirs sont particulièrement durs à satisfaire dans le cas des matériaux difficiles à scier que sont, par exemple, les aciers inoxydables et les alliages métalliques durs et tenaces et géné- ralement sujets à l'écrouissage On a tenté de remédier aux insuf- fisances par l'amélioration des matériaux des lames et par la dis- position de plaquettes de carbure au bout des arêtes tranchantes. Les résultats ne sont cependant pas satisfaisants sur toute la ligne Les matériaux faciles à scier peuvent effectivement être coupés plus vite et avec une plus longue durée de service des lames mais les progrès apportés ne permettent pas encore de couper les matériaux difficiles à scier dans des conditions satisfaisantes pour ce qui concerne le bruit développé, la vibration et la déviation de la lame dans la pièce sciée Par exemple, la lame de scie décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 232 528 possède une résistance améliorée des dents mais elle est incapable de mordre dans des matériaux difficiles à scier, tendant à les rayer seule- ment, même en cas d'application d'une force d'avance élevée, ce qui provoque l'écrouissage du matériau à scier, diminue la vitesse de coupe et augmente le bruit et la vibration. L'invention vise donc à apporter une lame de scie ayant une vitesse de coupe plus élevée et une durée de service plus longue que les lames conventionnelles, engendre moins de bruit et de vibration et possède des dents d'une plus grande résistance dans la coupe de matériaux difficiles à scier, y compris de maté- riaux sujets à l'écrouissage; qui fasse également moins de bruit et engendre moins de vibration lors de la coupe de matériaux faciles à scier; et qui résiste bien au fléchissement et à la déviation pendant la coupe. Selon l'invention, on obtient ces résultats avec une lame de scie dont les dents possèdent des parties supérieures ou extérieures ayant un angle d'attaque et un angle de dépouille qui diffèrent des angles d'attaque et de dépouille des parties de base des dents, situées du côté du corps de la lame, et dont les dents sont en outre situées à des niveaux différents avec leurs sommets ou pointes D'autres caractéristiques de l'invention prévoient en plus la variation de la hauteur des dents, la variation du pas de la denture et celle de la profondeur du creux de la denture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue de côté d'un segment d'une lame de scie de type conventionnel; la figure 2 est une vue semblable d'une lame de scie selon l'invention, servant à illustrer certaines caractéris- tiques de l'invention en combinaison avec la figure 1; la figure 3 est une vue de côté d'un segment d'une lame de scie selon un premier exemple de réalisation de l'invention, possédant une denture avec des hauteurs de dent et des pas diffé- rents; la figure 4 représente une vue de côté combinée avec une vue de dessus d'un segment de lame de scie selon un second exemple de réalisation de l'invention; les figures 5 et 6 sont des vues combinées semblables d'encore deux autres exemples de réalisation; et la figure 7 est une coupe prise suivant la ligne VII- VII de la figure 3 mais à plus grande échelle. La figure 1 représente, pour les besoins de la des- cription de l'invention, un segment d'une lame de scie à métaux conventionnelle; il peut s'agir d'une lame de scie à ruban, d'une lame de scie pour mouvement alternatif ou d'une lame de scie cir- culaire La lame conventionnelle typique 1 porte des dents 3 possédant chacune une pointe Q et définissant entre elles des creux 5 Chaque dent 3 présente un angle de bec E, une face d'at- taque 3 r et une face de dépouille 3 f, ce qui lui permet d'exercer une action de coupe lorsqu'elle est déplacée dans la direction ou la face d'attaque 3 r précède la face de dépouille 3 f La face d'attaque 3 r définit un angle d'attaque a avec la perpendiculaire, à partir de la pointe Q de la dent considérée, à la ligne reliant les pointes des dents voisines Dans le cas d'une lame de scie circulaire, l'angle d'attaque a est formé entre la face d'attaque 3 r et le rayon du disque circulaire passant par la pointe Q de la dent considérée La face de dépouille 3 f définit un angle de dépouille y avec la ligne reliant les pointes Q des dents voisines dans le cas des lames de scies à ruban et alternatives et avec une tangente au disque à la pointe Q de la dent considérée dans le cas d'une lame de scie circulaire La distance entre les pointes Q des dents 3 successives est le pas P, tandis que la hauteur H de chaque dent est mesurée entre la ligne reliant les pointes Q des dents voisines et la tangente au creux 5 considéré. Lorsqu'on compare la denture conventionnelle de figure 1 avec la denture selon l'invention représentée figure 2, on voit que la partie extérieure des becs des dents est en quelque sorte déformée en avant sur la figure 2 Il peut s'agir effectivement d'une défor- mation, pouvant être produite par un organe de pressage ou d'écrase- ment tel que le poussoir 7 représenté sur la figure 1, qui est avancé à cet effet, dans le sens indiqué par la flèche, sous un angle Q avec la perpendiculaire à la ligne reliant les pointes Q des dents 3 La déformation augmente l'angle d'attaque sur une partie de la dent, ce qui améliore l'action de coupe, et diminue l'angle de dépouille Plus précisément, pendant la déformation, pour transformer une denture conventionnelle comme celle de figure 1 en une denture selon l'invention comme celle de figure 2, la partie extérieure de la dent conserve l'angle de bec, tandis que son angle d'attaque est augmenté de a à P et son angle de dépouille est réduit de y à Y A la suite d'une telle déformation de la denture, chaque dent 3 possède donc un premier angle d'attaque P sur sa partie extérieure et un second angle d'attaque a sur sa partie de base,. ainsi qu'un premier angle de dépouille t et un second angle de dépouille r La déformation plastique de la partie extérieure de la dent réduit sa hauteur H de la valeur h à H' L'action de coupe est ainsi améliorée La déformation de la dent 3 peut bien entendu être ajustée facilement par le réglage de la course S (voir figure 1) du poussoir 7 Selon un mode de réalisation préféré, le premier angle d'attaque P est un angle positif compris entre 7 et 200 et le premier angle de dépouille & est un angle relativement grand, entre 24 et 30 , qui s'étend sur une longueur de face de dépouille (partie extérieure déformée) qui peut être comprise entre 1 et 2 me à partir de la pointe Q de la dent Bien entendu, il est également possible de tailler ou de fraiser les dents à la forme représentée sur la figure 2, c'est-à-dire avec deux angles d'attaque et deux angles de dépouille, sans utilisation d'un dispositif de pressage tel que le poussoir 7. La lame de scie l selon l'invention représentée à titre d'exemple sur la figure 3 possède des dents 3 relativement petites et des dents -3 ' plus grandes; chacune -d'elles présente un premier et un second angle d'attaque A respectivement ", de même qu'un premier et un second angle de dépouille i respectivement -y, comme sur la figure 2 Les petites et les grandes dents 3 respectivement 3 ' possèdent des hauteurs différentes Hl, H 2, H 3, H 4 et H 5 et elles sont en plus formées sur la lame de scie 1 avec des pas différents Pl P 2 P 3 à P 4 et P 5 De plus, les petites dents 3 et les grandes dents 3 ', de hauteurs différentes, sont formées à des niveaux différents, les pointes Q des unes étant situées sur une ligne de coupe 9 et les pointes Q des autres étant situées sur une ligne de coupe 9 ', dont la différence de hauteur est désignée par h La denture de la lame 1 représentée sur la figure 3 possède donc des dents 3, 3 ' de tailles différentes, de hauteurs H 1 à H 5 différentes, des pas Pl à P 5 dif- férents et des lignes de coupe 9 et 9 ' situées à des niveaux diffé- rente. Avec une lame de ce type, la force d'avance appliquée A la lame 1 par rapport au matériau à couper sera concentrée sur les grandes dents 31 La lame peut ainsi couper facilement même les matériaux difficiles A scier et de nature & subir un écrouis- sage, du fait que les grandes dents 3 ' mordent dans et enlèvent toute couche dure qui risque d'Otre formée par écrouissage dans le trait de scie de la pièce coupée La lame 1 est ainsi capable de couper la pièce plus vite et sa durée de service sein également pro- longée, puisqu'elle ne raye pas la pièce pendant la coupe Les petites et les grandes dents 3 et 3 ', formées à des pas Pl à P 5 différents, agissent en plus à des intervalles inégaux sur la pièce à couper et leur fréquence propre varie en outre en raison de la variation des hauteurs H 1 A H 5 La variation du pas et la variation de la hauteur des dents empêchentialame de résonner pendant le sciage,de sorte que la vibration et le bruit sont fortement diminués. La figure 4 montre une lame de scie 1 portant de petites dents 3 et de grandes dents 3 ' (il s'agit bien entendu d'indications de grandeur relatives) dont les pointes Q sont situées à deux niveaux ayant la différence L Les petites dents forment des groupes G et les grandes dents forment des groupes G 2 Chaque groupe comporte des dents latéralement déportées angulairement vers les deux côtés Dans l'exemple préféré visible figure 4, chaque groupe G 1 comporte trois petites dents 3 a, 3 b et 3 c dont celle,3 a, située au milieu n'est pas déportée ou avoyée et dont les deux autres, 3 b et 3 c,sont avoyées dans des sens opposés De façon analogue, chacun des groupes G 2 comporte trois grandes dents 3 'a, 3 'b et 3 'c qui se suivent et dont celle,3 'a, située au milieu n'est pas avoyée, tandis que les deux autres, 3 'b et 3 'c, sont latéralement déportées angulairement dans des sens opposés De plus, les groupes G 1 de petites dents 3 a, 3 b et 3 c alternent avec les groupes G 2 de grandes dents 3 'a, 3 'b et 3 'c sur la longueur de la lame de scie 1. Comme il vient d'être décrit en référence auxfigures 3 et 4, les pointes Q des petites et des grandes dents 3, 3 ' font saillie avec leurs angles A, B C, D, E, F G et H voir la figure 7, suivant des orientations différentes et a des hauteurs ou des niveaux différents, de sorte qu'ils peuvent agir de manière efficace sur une 19569 multitude de portions différentes du matériau à couper La lame 1 est ainsi capable de résister à sa déviation de la trajectoire de coupe normale. La figure 5 représente une lame 1 avec deux types différents de groupésde dents G 3 et G 4 qui alternent dans le sens de la longueur de l'arête de coupe et qui comprennent chacun cinq dents 3, 3 ' de grandeurs différentes Chaque groupe G 3 comporte deux petites dents 3 avoyées dans des sens opposés et trois grandes dents 3 ' formées exactement comme les grandes dents 3 'a, 3 'b et 3 Vc des groupes G 2 de la figure 4 Chaque groupe G 4 comporte deux grandes dents 3 ' avoyées dans des sens opposés, une petite dent 3 non avoyée entre les deux grandes dents 3 ', ainsi que deux petites dents 3 formées à la suite de la deuxième grande dent et avoyées dans des sens opposés. L'exemple représenté sur la figure 6 concerne une lame de scie 1 sur laquelle alternent deux types de groupes de dents G 5 et G 6 qui comprennent chacun sept dents 3 et 3 ' de grandeurs dif- férentes Les groupes G 5 et G 6 sont semblables en ce sens qu'ils comportent chacun trois petites dents 3 et trois grandes dents 3 ' qui sont avoyées dans des sens opposés et une grande dent non avoyée, mais ils diffèrent entre eux du fait que les petites 3 et les grandes dents 3 ' se suivent dans des ordres différents. Comme décrit, une lame de scie selon l'invention coupe plus vite, dure plus longtemps, produit moins de bruit et de vibra- tions et résiste mieux à la déviation que les lames de scie conven- tionnelles La résistance des dents est également accrue du fait que chaque dent possède deux angles d'attaque et deux angles de dépouille et que la hauteur des dents varie La vibration et le bruit sont diminués par la disposition des dents à des pas diffé- rente et aussi par la variation de leurs hauteurs La bonrrrésistance à la déviation de sa trajectoire normale pendant la coupe provient du fait que les pointes des dents font saillie à des hauteurs ou des niveaux différents et suivant différentes directions. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICAT Io NS 1 Lame de scie portant des dents ( 3) ayant chacune une pointe (Q), caractériséee en ce que chaque dent ( 3) possède un pre- mier et un second angle d'attaque (p, a), de même qu'un premier et un second angle de dépouille ( 6, y), et en ce que les pointes (Q) des dents ( 3) sont situées à des niveaux différents. 2 Lame de scie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents ( 3) sont réparties en plusieurs groupes (Gl, G 2), dans chacun desquels certaines dents sont latéralement déportées angulairement et au moins une dent n'est pas déportée angulairement vers l'un ou l'autre côté. 3 Lame de scie selon la revendication 2, caractérisée en ce que sa denture est forgée de groupes de dents d'un premier type (G 1) alternant dans le sens de la longueur de la denture avec des groupes de dents d'un second type (G 2), chaque groupe du premier type (G 1) comprenant des dents ( 3 a, 3 b,) relativement petites dont les pointes (Q) sont situées a un niveau relativement bas et chaque groupe du second type (G 2) comprenant des dents ( 3 'a, 3 'b,,) dont les pointes (Q) sont situées à un niveau plus haut. 4 Lame de scie selon la revendication 23 caractérisée en ce que sa denture est formée de groupes de dents d'un premier type (G 3; G 5) alternant dans le sens de la longueur de la denture avec des groupes de dents d'un second type (G 4; G 6) et en ce que chaque groupe de chaque type comprend à la fois des dents ( 3) rela- tivement petites dont les pointes (Q) sont situées à un niveau relativement bas et des dents ( 3 ') relativement grandes dont les pointes (Q) sont situées à un niveau plus haut.