Brevet FR2533857A1 — publié le 19840406

L'invention concerne un arbre porte-couteaux à lame s inclinées pour la production de copeaux plats de longueur déterminée sur le périmètre duquel une série de couteaux à deux lignes de coupes est montée à intervalles réguliers selon un plan incliné. Les couteaux à deux lames de coupe possèdent des lames intérieures et des lames extérieures, les lames intérieures présentent des rainures parallèles au plan du cercle de l'hyperbololde et elles se situent sur la surface en dépouille du couteau comme les lames extérieures ; ces lames peuvent ainsi être aiguisées au niveau de la surface formée par l'angle de dépouille. Un arbre de ce genre est décrit par exemple par le brevet DE 27 21 971. Une machine à copeaux équipée d'un tel arbre porte-couteaux a des inconvénients qui ont une influence négative tant sur la capacité de formation des copeaux que sur la qualité des copeaux de bois produits. Il faut d'abord citer le frottement important du bois amené sur l'arbre. Il empêche le transfert de l'énergie de commande amenée en capacité de réduction en copeaux et on le reconnaît aux traces de combustion du bois sur la surface de l'arbre porte-couteaux. De plus, les lignes de coupe des lames intérieures et extérieures de ce couteau ne peuvent pas être adaptées en même temps à la même avance de couteau sur la surface d'un arbre porte-couteaux parce qu'on ne peut pratiquer aucune mesure des rainures pour la position nécessaire des lames intérieures sur le coté d'où s'échappent les copeaux, car pour les arbres porte-couteaux on n'obtient des avances de couteau égales que si les lignes de coupe des lames extérieures et respectivement intérieures sont placées sur des hyperbololdes concentriques à la surface de l'arbre. Comme les lames extérieures et intérieures de ce couteau à deux lignes de coupe se situent sur la surface formée par l'angle de dépouille du couteau, il n'est pas possible de satisfaire à la revendication de ce brevet. Il s'ensuit que ces couteaux à deux lignes de coupe perdent vite et partiellement leur précision et qu'il en résulte des produits ressemblant à des copeaux d'épaisseur si variable que l'on doit séparer les échardes et les produits effilochés par un courant d'air et soumettre les échardes à une autre réduction.Les plaques de copeaux qui doivent être fabriquées avec un tel matériau de base, nécessitent un apport de colle important en comparaison au poids de la plaque, ce qui est un inconvénient puisque la colle est plus chère que les copeaux. L'invention a pour objet de créer un arbre portecouteaux pour lequel il est possible d'empêcher le frottement important du bois sur la surface de l'arbre et de rsgler l'avance du couteau à deux lignes de coupe sur la surface de l'arbre de telle sorte que le bois apporté ne s'appuie que sur une zone de l'arbre limitée par deux points, dans laquelle est déterminée l'épaisseur du copeau. Ce but est atteint par l'installation dans un arbre porte-couteaux d'un couteau à deux lignes de coupe, dont le type a été indiqué au début, dans lequel une seule lame intérieure à l'extrémité du couteau passant le premier et une seule lame intérieure à l'extrémité du couteau passant le second sont alignées l'une sur l'autre et en ce qu'elles déterminent l'avance du couteau à deux lignes de coupe sur la surface de l'arbre porte-couteaux, la lame intérieure étant réunie à la lame extérieure par une courte lame de transition, alors que toutes les autres lames extérieures et intérieures ainsi que les lames de transition peuvent prendre toute position débordant de l'axe, position qui est partout supérieure à l'avance du couteau. Les avantages de cet arbre porte-couteaux résultent de sa forme. Comme. les deux lames intérieures qui se trouvent respectivement à l'extrémité du couteau passant le premier et à celle du couteau passant le deuxième déterminent l'avance du couteau, il n'y a que cette zone de l'arbre qui participe à l'appui pour la détermination de l'épaisseur du copeau. Toutes les autres lames produisent quant à elles seulement des copeaux aussi épais que l'avancée du bois le permet ; c'est-à-dire que les épaisseurs des copeaux produits par les autres lames tant intérieures qu'extérieures sont d'une mesure égale les unes aux autres; elles sont aussi égales à l'épaisseur déterminée à l'avance des deux lames qui limitent l'avancée du bois. L'épaisseur des copeaux produits par les lames de transition est plus mince de la valeur du cosinus de l'angle de position de ces lignes de coupe. Ceci signifie que le produit fini fabriqué que l'on emploie dans les surfaces de couverture des plaques de copeaux peut être réalisé de manière définie en attribuant, aux lames de transition, l'angle de position requis pour les rainures sur le côté d'où s'échappent les copeaux. Le bois amené ne s'appuyant plus que sur deux points en face d'une lame intérieure aux extrémités respectives du couteau à deux lignes de coupe, le frottement du bois sur l'-arbre est réduit à deux zones limitées c'est-à-dire qu'il est diminué de la moitié, ce qui amène une diminution du même ordre de la transformation de l'énergie de commande en chaleur due au frottement. L'arbre subit un échauffement moindre, l'usure de sa surface diminue, le niveau de température descend grâce à la possibilité de réflexion de la chaleur aux endroits où le bois ne s'appuie pas ; l'usure des couteaux diminue également la charge thermique supplémentaire des couteaux étant nulle t c'est-à-dire qu'on permet ainsi des temps de travail plus élevés. Un exemple d'application de l'invention pour une longueur et une épaisseur de copeaux déterminées est ex- pliquée à l'aide du dessin. La fig. 1 est une vue de dessus d'une coupe de l'arbre où seulement les détails importants pour l'installation des couteaux à deux lignes de coupe sont représentés. La fig. 2 est une coupe transversale correspondante prise suivant la ligne I-I de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe correspondante prise suivant la ligne Il-Il de la fig. 1. Dans l'arbre 1 avec l'axe de rotation 2 les couteaux à deux lignes de coupe 3 sont montés sur des porte-couteaux 4 avec leurs lames intérieures 5 et 6 sous un angle de position 22 7. Ces lames s'alignent sur une droite 7, qui dans une rotation de l'arbre autour de l'axe 2 décrit la surface d'un hyperbololde concentré sur l'arbre 1 ; l'écart perpendiculaire de celui-ci à la surface de l'arbre est égal à l'avance de tous les couteaux 3 montés suivant des intervalles réguliers sur le périmètre de l'arbre.Les rainures par lesquelles s'échappent les copeaux 8 et qui se situent directement devant les couteaux 3 et les porte-couteaux 4 dans l'arbre 1 sur les saillies qui coincent le couteau sont séparées immédiatement près de la zone des lames de transition 16 des points d'appui du bois qui se trouvent dans une partie de la surface de l'arbre. Les appuis du morceau de bois 9 peuvent également pénétrer dans le domaine des lames de transition 16 ou ils peuvent aussi être montés de façon similaire sur le côté des lames de transition 17. L'épaisseur du copeau à produire est déterminée entre les lames respectives 5 et 6 et les appuis 9 du morceau de fois. La fig. 2 montre par exemple l'avance du couteau de la lame intérieure 6 sur la surface de l'arbre dans la ligne I-I de la fig. 1. Ce niveau de coupe tranche la surface de l'arbre 1 dans le cercle parallèle 9- de l'appui du morceau de bois 9 ainsi que l'hyper- bolide concentrique de la droite résultante7 dans le cercle parallèle 10I. Le point de la lame 6,qui appartient au niveau de ligne I-I, se trouve de ce fait sur le cercle parallèle lqI et le point correspondant à la ligne de fuite des lames extérieures il qui a été éloigné à cet endroit,par une rainure 15, sur le cercle parallèle 12I ; c'est-à-dire que les différences de rayons entre les cercles parallèles 12I et 10I et les cercles parallèles 10 et 9I ne sont pas les mêmes car le point de fuite des lames extérieures 11 n'engendre pas,lors de la rotation de l'arbre, une hyperboloide concentrique à la surface de l'arbre, son angle de position 2.11 étant différent de l'angle de position 2.7 La fig. 3 montre par exemple la lame intérieure 13 dans la ligne II-II de la fig. 1 ; elle n'est pas alignée sur la droite 7 mais elle a une avance de lame supérieure à celle des lames 5 et 6 qui déterminent l'avance du couteau.Le point de la lame 13 appartenant au niveau de ligne Il-Il se situe, à la fig. 3, dans le cercle parallèle 1411, lequel est, à avance de couteau égale, plus grand que celui lQ11 correspondant au cercle parallèle lO. La différence de rayons entre les cercles parallèles 14II et 9II illustre, sur le niveau de ligne Il-I-I, l'avance supérieure de la lame 13 sur la surface de l'arbre, ce qui évite une pression non désirée du bois contre-l'arbre. La même mesure est également prise pour les lames extérieures en réalisant les lames intérieures, à partir de la droite 11, au moyen de rainures à la profondeur adéquate dans le côté d'où s'échappent les copeaux ; où seules les lames 5 et 6 sont alignées sur la droite 7, et en montant de telle sorte le couteau à deux lignes de coupe 3 dans l'arbre que l'avance du couteau requise, qui détermine l'épaisseur du copeau,est garantie par les lames 5 et 6. Les lames de transition 16 et 17 qui relient les lames extérieures voisines reçoivent par la formation adéquate des rainures 15 dans le côté d'où s'échappent les copeaux des angles de position avec l'axe de l'arbre 2, par exemple J et 2 , , dont le cosinus détermine ü1 ü2 l'épaisseur des produits fins coupés, où les lames intérieures et extérieures sont toutes fabriquées de la même longueur pour produire parallèlement des copeaux de même longueur. Il peut être également approprié de donner une même longueur aux lames de transition 16 et 17 pour obtenir des copeaux fins de même longueur comme le représente la fig. 1. La rationalité tient à l'économie de colle dans les couches de couverture des plaques de copeaux qui est liée à cette mesure, l'épaisseur de ces copeaux fins variant peu, ce qui résulte des divers angles de position des lames de transition 16 et 17 avec lame de l'arbre 2 et ce qui joue un rôle de peu d'importance. En outre, il faut mesurer la profondeur des rainures 15 de façon avantageuse de telle sorte que,d'une part,une séparation impeccable des copeaux ait lieu et que,d'autre part, le morceau de bois restant à la fin de la réduction à l'état de copeaux d'un seul morceau de tronc, réduit par les lames intérieures, ne dépasse pas une marge acceptable d'épaisseur. Comme il y a des arbres porte-couteaux sur le marché dont la largeur exige des couteaux très longs,il peut être approprié de choisir au lieu d'un appui sur deux points un appui sur trois points pour empêcher le bois de plier après la réduction en copeaux d'un seul morceau de tronc. L'arbre porte-couteaux conforme à l'invention se laisse facilement adapter à ce cas en at tribuànt à la lame intérieure, située dans la zone centrale de l'arbre, une rainure adéquate 15 dans le côté d'où s'échappent les copeaux de telle sorte que cette lame se situe aussi sur la droite 7 et s'aligne sur les deux autres lames intérieures 5 et 6, c'est ainsi qu'on obtient un troisième appui du bois dans la zone centrale de 1 'arbre porte-couteaux. Pour les arbres porte-couteaux composés de plusieurs parties,il n'y a que l'ordre d'une seule lame intérieure par partie et par couteau à deux lignes de coupe déterminant l'avance du couteau qui soit nécessaire pour obtenir l'appui requis sur l'ensemble de l'arbre. Il est approprié de monter cette lame dans la zone centrale de chaque partie et de l'orienter de telle sorte qu'elle forme la droite génératrice de l'hyperbololde appartenant à l'avance de couteau désirée et disposé concentriquement à la tête de coupe inclinée. REVENDICATIONS 1 - Arbre porte-couteaux (1) à lames inclinées pour la production de copeaux plats d'une longueur déterminée avec sur son périmètre des couteaux (3) à deux lignes de coupe, montés à intervalles réguliers, dont les lames intérieures, c 'est-à-dire les lames orientées perpendiculairement à l'axe de l'arbre, sont constituées par des rainures (15) de profondeurs différentes sur le côté d'où s'échappent les copeaux et qui sont gravées parallalement au plus petit cercle de l'hyperboloide et qui sont posées sur la surface formée par l'angle de dépouille ainsi que les lames extérieures, cet arbre portecouteaux étant caractérisé par le fait qu'une seule lame intérieure à l'extrémité du couteau passant le premier et une seule lame intérieure à l'extrémité du couteau passant le second sont alignées l'une sur l'autre et qu'elles déterminent l'avance du couteau à deux lignes de coupe sur la surface de l'arbre porte-couteaux, la lame intérieure étant réunie à la lame extérieure par une courte lame de transition, alors que toutes les autres lames extérieures et intérieures ainsi que les lames de transition peuvent prendre toute position faisant saillie de l'axe, position qui est partout supérieure à l'avance du couteau. 2 - Arbre porte-couteaux suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour chaque couteau les différentes profondeurs des rainures (15) sur le côté d'où s'échappent les copeaux sont à mesurer respectivement de telle sorte que l'épaisseur du morceau de bois restant, réduit à l'état de copeaux par les lames intérieures, est portée à la dimension de copeau requise. 3 - Arbre porte-couteaux suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'une troisième lame intérieure propre à l'obtention d'un point d'appui supplémentaire (9) dans la zone centrale est formée par une rainure de profoneur adéquate dans le côté d'où s'échappent le copeaux de telle sorte qu'elle s'aligne sur les lames intérieures des extrémités du couteau, qui déterminent l'avance du couteau. 4 - Arbre porte-couteaùx suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour les arbres porte-couteaux qui sont composés de plusieurs parties, une lame intérieure est montée dans la zone centrale de chaque partie de l'arbre et qu'elle détermine l'avance du couteau, alors que toutes les autres lames extérieures, intérieures ainsi que les lames de transition peuvent prendre toute position débordant de l'axe, et qui est partout supérieure à l'avance du couteau. 5 - Arbre porte-couteaux suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les rainures sur le côté d'où s'échappent les copeaux sont gravées de telle sorte que les lames de transition soient toutes de la même longueur.