Brevet FR2523023A1 — publié le 19830916

La présente invention concerne les outils de coupe, tels que les sectateurs, cisailles et autres, du type comportant deux branches articules portant respectivement à deux extrérnités situes de meme côte de l'articulation un tranchant et une enclume. Pour éviter qu'un objet à couper (tige,branche ou autre) ne schappe de l'emprise qu'exercent sur lui le tranchant et 11 enclume d'un tel outil de coupe, il est dejà connu de profiler ceux-ci d'une manière particu lièvre. C'est ainsi, que l'on a mis au point des sécateurs dont le tranchant et/ou l'enclume présentent un profil formé de plusieurs arcs de cercle se raccordant les uns sur les autres. L'inconvénient de tels outils de coupe est que l'effet d'échappement de l'objet à couper n'est pas constant et est d'autant plus important que l'outil est plus ouvert.En d'autres termes, lorsqu'on veut couper des objets de section importante ( un grosse branche par exemple), ce qui oblige à ouvrir l'outil sur un angle important, on emploie les parties les moins efficaces des profils du tranchant et de l'enclume, alors que précisément, on aurait besoin d'une efficacité maximale compte tenu de la taille de l'objet à couper. Pour cette raison, ces outils de coupe ne sont donc pas utilisés au maximum de la capacité qu'ils pourraient avoir compte tenu de leurs dimensions. L'invention a pour but de fournir un outil de coupe du genre indiqué ci-dessus et dépourvu des inconvé nients pricitsss. Elle a donc pour objet un tel outil qui est caractéris' en ce que le tranchant et l'enclume ont des profils conjugues dont les tangentes forment entre elles un angle constant quelle que soit la configuration d'ouverture de l'outil. L'invention a également pour objet une machine pour l'affutage d'un outil de coupe tel que défini cidessus. D'autres caractbristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, donne uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins ánnexns, sur lesquels - La Fig.l représente un sécateur perfectionné suivant l'invention; - la Fig.2 montre un diagramme de construction du profil de l'enclume du sécateur; - la Fig.3 est un diagramme qui montre comment à partir du profil de l'enclume, celui du tranchant peut entre construit selon l'invention; - la Fig.4 est une vue en perspective d'une machine d'affutage permettant d'obtenir le profil du tranchant du sécateur conforme à l'invention; - la Fig.5 est une vue en élévation latérale de la machine d'affOtage;; - Les Fig.6,7 et 8 sont des vues en élévation frontale de cette machine pour différentes positions de l'ensemble porte-piàce. La Fig.l montre un sécateur suivant l'invention comprenant deux branches croisées 1,2 articulés entre elles autour d'une broche 3 qui les traverse à peu près au quart de leur longueur. D'un côté de l'articulation, ces branches forment des manches-d'actionnement profilés tandis que de l'autre côté l'une 2 des branches est conformée en enclume E, l'autre branche 1 présentant un tranchant T.L'enclume E et le tranchant T ont des profils respectifs indiqués en PE et PT. En outre, de façon classique, les branches 1 et 2 sont sollicitées dans le sens de l'ouverture du sécateur par un ressort de rappel 4 dont l'action peut être neutralisée par un organe de blocage mobile 5, capable de maintenir le sécateur fermé. La Fig.2 montre un exemple de la forme du profil PE de l'enclume E. Ce profil est constitu de quatre sections de cercle al à a4, respectivement de rayons rl à r4 et de centres ol à 04. Dans l'exemple reprisent, les rayons rl à r3 sont progressivement croissants de la section a4 vers la section a2 près de la pointe de lten- clume E, tandis que le rayons rl est interm.#diaire antreles rayons r2 et r3. 11 est à noter que ce profil n'est pas limitatif mais choisi comme s'étant avéré donner les meilleurs résultats. La Fig.2 montre également qu'en fonction d'un certain nombra de critères et notamment de la maniabilité du sécateur en position d'ouverture, on peut choisir un angle maximal d'ouverture XOY qui est inclus rntre deux demi-droites imaginaires OX et OY tracées respectivement longitudinalement sur les branches 1 et 2, le point O étant situé sur l'axe de la broche d'articulation 3. Un angle d'ouverture XOY ainsi défini de 460 s'est avéré satisfaisant. Lorsque le sécateur est supposé fermé, l'extrémité El#pE du profil de l'enclume éloignée du point 0 est supposée autre située sur la demi-droite OX et l'emplacement de l'extrémité opposée E2-PE est choisie de façon à conférer à ce profil de l'enclume la meilleure attitude possible vis à vis des branches 1 et 2. L'enclume étant ainsi définie, la courbe du profil de tranchant T est déterminée selon l'invention, en balayant le secteur angulaire XOY avec le profil de l'enclume, déplacé en rotation autour du point 0, ce qui engendre pour chaque position de la courbe du profil PE un point d'intersection avec une demi-droite de division du secteur angulaire XOY. On n'a représenté sur la Fig.3 que cinq points P1 à P5 ainsi engendrés, les autres points ainsi que les emplacements correspondants de la courbe du profil PE n'étant pas montré pour la clarté de la représentation. Chacun des points P1 à P5 ( et également tous les points intermédiaires non repr'scntés) permettent de relever la courbe du profil PT. A chaque point, on trace une droite tPE tangent à la courbe du profil PE, et un détermine une autre droite dPT décalée par rapport à la précédente d'un angle prédéterminé, le décalage angulaire étant fait dans le sens de l'ouverture du sécateur (rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sur la Fig.3). En chaque point, on dresse la normale nPT à cette 'droite dPT, normale sur laquelle est situé le centre c d'un cercle C. La tangente en chaque point à ce cercle comporte alors un tron?on de la courbe PT. Bien entendu, en pratique, il suffit de ne relever qu'un nombre relativement faible de points d'intersection et d'extrapoler ensuite entre les points pour trouver la courbe PT recherchée. L'angle cl appelé angle d'attaque du soca- teur peut notre choisi entre 15 et 300,et plus précisément entre 20 et 300,une valeur de 250 s'étant révélée particulièrement avantageuse. Les profils PE et PT étant reportés respectivement sur l'enclume et le tranchant, l'un par la mise en forme meme de l'enclume et l'autre par affûtage du tranchant, on voit que, quelle que soit la position d'ouverture du sécateur, l'angle d'attaque o( est constant. (Sur la Fig.3, le tranchant est supposé fixe et l'enclume mobile par rapport à celui-ci). La Fig.3 montre également un objet à couper, par exemple, une branche BR juste avant que la coupe soit amorcée. En considérant les mouvements relatifs de l'enclume E et du tranchant T, lors de la coupe, tous les points du profil du tranchant décrivent un parcours circulaire autour du point 0 (axe du sécateur) par rapport au profil de l'enclume E. Il en est ainsi notamment du point de coupe PC en contact avec la branche BR lors de l'amorçage de la coupe. Ce point de coupe PC décrit un tronçon circulaire PCc de rayon PCr autour du point O. Or, on constate que, grâce à la forme parti culière de l'enclume et du tranchant, le point PC se retrouvera, lorsque le sécateur sera fermé (et que la coupe de la branche sera achevée) en PC' dans une position en retrait par rapport au profil de l'enclume. En d'autres termes, lors de la pénétration du tranchant dans la branche OR, la partie active qui y est engagée a tendance à ramener la branche constamment vers le sommet de l'angle d'attaque l'évitant ainsi de s'échapper. Ce résultat constitue donc un avantage considérable découlant directement des caractéristiques de l'inven- tion. Les Fig.4 à 7 représentent les parties essentielles d'une machine pour l'affûtage automatique des tranchants conforme à l'invention. Sur un bati (non représenté), est montée une équerre de support 6 dont l'une des ailes 7 est placée verticalement devant une meule M (ébauchée en traits mixtes sur la Fig.5). Cette meule présente la forme d'un tambour ouvert à son extrémité de travail et monté rotatif autour d'un axe horizontal N-N qui est perpendiculaire à l'aile 7 de l'équerre 6. L'affûtage est donc effectué par la tranche annulaire TA de la meule. L'aile 7 porte deux coulisses horizontales 8a et 6b sur lesquelles sont montées mobiles en translation des paires respectives de coulisses 9a et 9b auxquelles est fixé un plateau vertical de support 10 Formant avec les coulisses un chariot 11. L'un des côtés latéraux de ce plateau 10 est muni d'un bas de fixation 12 d'un vérin 13 d'axe horizontal dont la tige est attachée à une chape 14 solidaire de l'aile 7 de l'équere 6. Le vérin 12 est ainsi capable d'assurer le mouvement en translation horizontal du cha riot il. Un étrier d'articulation 15 est monté réglable n hauteur sur le plateau à l'aide de lumières rectilignes 16 et de vis de fixation 17 munies de rondelles sphériques. Entre les ailes de l' trier 15 est monte oscillant une plaque 18 qui est relie à son bord sup- rieur à la tige d'un vérin 19. Ce dernier est monté à la cardan sur une console 2C fixée sur la face arrière de du plateau de support 10. Des blocs 21 fixés sur ce dernier sont traversés par des vis 22 de réglage de la hauteur et de la position de l'étrier 15. Une semelle de guidage et de montage 23 est fixée sur la plaque oscillante 18. Une broche 24 montée rotative dans des coussinets 25 traverse des trous ali gonds pratiqués respectivement dans la plaque et la semelle. Un pignon 26 fixé sur cette broche 24 est solidaire d'une platine oscillante 27 traversée à son tour par une broche d'articulation 28 qui est montée à rotation grace à un coussinet 29. La broche 28 est solidaire d'un pignon 30 et d'un bras porte-pièce 31 dans lequel est ménagé un logement 32 ayant en partie de la forme extérieure du bras du sécateur destin à servir de tranchant. Le pignon 26 engrène également avec une crémaillère rectiligne 33 montée coulissante contre l'organe de guidage et de montage et s'appuyant avec glissement sur un pion de soutien 34. Cette crémaillère est fixée sur la tige d'un vérin 35 solidaire de la plaque oscillante 18. Un ressort 36 (Fig.6 et 7) accroché sur un ergot 37 de la platine oscillante 27 et un autre ergot 38 fixé dans la plaque 18 sollicite la platine 27 de manid- re à maintenir celle-ci en appui contre une butée régla- ble 39 montre sur la plaque ILs'. Une autrc butée 40 est fixée sur la platine pour coopérer avec le bras portepièce 31. Les pignons 26 et 30 sont accouplés l'un à l'autre par un pignon intermédiaire 41 d'inversion de sens de rotation monté sur une broche 42 qui est reçue à rotation dans la platine 27. Les vérins 13 et 35 sont connectés à des servo-vannes 42 et 43 à commande électrique connectées à une source 44 d'huile sous pression. Ces vannes sont commandées par un circuit électronique 45 qui permet en fonction d'un algorithme traduisant la courbe du profil de decalculer les signaux nécessaires à une commande conjugée des deux vérins, de telle mani~rs qu'en se dé- plaçant devant la meule M, le profil du tanchant soit m- nage sur une ébauche placée dans le logement 32. Au cours du fonctionnement de la machine, aprs mise en place d'une ébauche, l'étrier 6 est rappro ché de la meule M qui est mise en rotation. La plaque oscillante 18 est abaissée suffisamment pour que l'ébauche puisse venir se placer devant la meule M. La platine 27 et le bras 31 sont dans la position de la Fig.6, tandis que le chariot 11 se trouve en fin de course. Une commande conjugée et simultanée des vérins 13 et 35 fait décrire à l'ébauche un mouvement tel que le profil du tranchant selon l'invention soit automatiquement obtenu. Le vérin 35 étant actionné, la crémaillère 33 entraîne en rotation le pignon 30 par l'intermédiaire des pignons 26 et 41. Le bras porte-outil 31 bascule autour de l'axe de la broche 28, tandis que la platine 27 reste immobile. Une première partie du profil du tranchant T est ainsi obtenu par affûtage, le chariot 11 s'étant déplacé d'une distance appropriée pour respecter la loi déterminée par l'algorithme mis en oeuvre dans le circuit de commande et de traitement 45. ûs qu le bras porte-outil 31 vient en contact de la butée 40, l'avance de la crémaillère 33 ne peut plus provoquer la rotation relative du bras 31 et de la platine 27. Au contraire, ces deux pièces se dépla- cent alors en bloc à l'encontre dc l'action du ressort 36 jusqu'à ce que la position de la platine représentée sur la Fig.B soit atteinte. Il résulte de cette cinématique que le bras porte-outil 31 effectue deux mouvements de rotation circulaire de rayons de courbure différents, ces mouvements déterminant avec le mouvement conjugué du chariot li le profil recherché du tranchant du sécateur. REVENDICATIONS 1. Outil de coupe, notamment secteur, c i s a il- le ou analogues du type comportant deux branches croisées articules (1,2) portant respectivement à leurs extrémi- tés situées du même côt de l'articul--tion (3) des branches, un tranchant (T) et une enclume (E), caractérisé en ce que le tranchrint (T) et l'enclume (E) ont des profils conjugues (PT et PE) tels qu'en tout point d'intersection obtenu par une position relative quelconque des branches (1,2), leurs tangentes forment un angle constant ( i )entre elles. 2. Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit angle situé entre 150 et 30 et de préférence entre 200 et 300. 3. Outil suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que ledit angle (OÇ ) est égal à 250. 4. Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profil (PE) de l'enclume (E) est déterminé par au moins deux sections circulaires adjacentes de rayons de courbure distincts. 5. Outil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de l'enclume (E) présente quatre sections circulairs (al à a4) adjacentes l'une à l'autre et de rayons de courbure (rl à r3) progressivement croissants de l'extrémité de l'enclume (E) proche de l'articulation (3) des branches (1,2) vers la pointe de cette enclume (E), le rayon (r4) de la quatrième section étant toutefois inférieur à celui de la troisième section. 6. Machine d'affûtage pour le tranchant (T) d'un outil de coupe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un bras porte-pizce (31) monté oscillant par rapport à une meule d'affûtage (M) et destiné à recevoir pour l'affûtage une ébauche du bras de l'outil formant le tranchant (T), des moyens de montage de ce bras (23,26,27) destiné à assurer une rotation dudit bras dans son pro pre plan autour d'oxes de rotation difftrents et avec des rayons de courbure distincts, des premiers moyens d'entrainAm::nt pour la commando successive desdits mouvements de rotation, des moyens de support (11) mont s en translation par rapport à ladite meule (t1) supportant lesdits moyens (23,26,27), des seconds moyens d'entrainement (13) pour excuter le mouvement de transla Lion desdits moyens de support (11) et des moyens de cooruination (42 à 45) relis auxdits premier et second moyens d'entratnement pour provoquer un déplacement et une oscillation simultanée dudit bras porte-pièce (31). 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de montage comprennent une platine (27) montée à rotation autour d'une premier axe (24) et supportant ledit bras porte-pièce (31) avec possibilité de rotation autour d'un second axe (28) s'étendant parallèlement audit premier axe (24). 8. Machine suivant la revendication 7, carac térisée en ce que le mouvement de rotation dudit bras porte-pièce (31) est limité par une butée (40) de préfé rence réglable, montée sur ladite platine. 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que ladite platine (2i) est montée oscillante sur une plaque support (1B), et en ce qu'elle est sollicitée contre une butée (39), de préférence réglable, montée sur cette plaque, grace à un organe élastique (36). 10. Machine suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que ladite platine (27) est solidaire d'un premier pignon (26) engré- nant avec une crsmaillère (33) pourvue de moyens moteurs (35) et en ce que ledit premier pignon (26) engane avec les second et troisième pignons (41,30) montés à rotation sur ladite platine, l'une étant fou et l'autre solidaire dudit bras porte-pièce (31). 11. Machine suivant la revendication 6,prise ensemble avec l'une quelconque des revendicatins 9 et 10, caractériée en ce que ladite plaque de support (18) est montée elle-même oscillante sur ledit chariot (11) pour permettre l'approche rapide du bras porte-pièce (31) vers ladite meule (M). 12. Machine suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractarisxe en ce que ledit chariot (11) comporte un plateau support (10) monté coulissant sur un bati fixe (6,7) par rapport auquel ladite meule (M) est montée rotative.