Brevet FR2553329A1 — publié le 19850419

La présente invention se rapporte aux appareils qui comportent deux éléments coopèrant l'un avec l'autre, tels que les appareils de découpe ou les appareils d'aiguisage, et a plus précisément pour objet un appareil de ce type capable de découper ou d'aigui- ser des matériaux de très grande dureté. I1 existe à l'heure actuelle de nombreux appareils de découpe comportant deux éléments1tels que les lames d'une paire de ciseaux, qui sont généralement réalisés d'un seul bloc dans un seul et même matériau,généralement métallique. Une lame de ciseaux, par exemple, présente une arête tranchante qui sert au découpage tandis que le reste de la lame assure une fonction de support mécanique. Cependant, le-métal, s'il permet une bonne résistance mécanique pour constituer le support, ne permet pas de couper des matériaux de très grande dureté, comme par exemple le Kevlar qui sert à faire des sangles de parachute. En effet, ou bien le métal n'est pas assez dur pour pénétrer ce matériau, ou bien il s'use très rapidement et devient inutilisable. La présente invention a justement pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un appareil de découpe ou d'aiguisage qui, tout en gardant de bonnes qualités comme support mécanique, permette de couper ou d'aiguiser des matériaux de très grande dureté. Selon la principale caractéristique de l'appareil objet de l'invention, celui-ci, du type comportant au moins deux éléments coopérant l'un avec l'autre, chaque élément comprenant une partie support et unepartie tranchante, se caractérise en ce qu'au moins la partie tranchante est réalisée en céramique. Dans un premier mode de réalisation, la par tie support est en un matériau métallique alors que l'arête tranchante est en céramique. Le fait de rapporter une partie en céramique sur un support en métal permet de combiner les qualités de la céramique qui est un matériau fragile mais très dur et résistant à la compression, et donc apte à découper des matériaux eux-mêmes très durs, et du métal qui présente de bonnes qualités mécaniques mais s'use rapidement si l'on désire couper des matériaux de grande dureté. Dans un deuxième mode de réalisation, la totalité des éléments coopèrant l'un avec l'autre est en céramique : cette solution est utilisable lorsque la partie support n'a pas d'effort trop important à supporter. On entend par wséramiquew tout matériau non métallique et non organique, ce qui fait que tous les verres (cristallisés ou non) peuvent être considérés comme des céramiques. Parmi les céramiques utilisables dans l'invention, on peut citer les oxydes tels que l'alumine, la silice, la zircone, ainsi que les oxydes de thorium, hafnium ou béryllium, les nitrures (de bore, de silicium ou d'aluminium), les carbures (de bore, d'aluminium, de silicium ou de tungstène) et les borures. Dans le cas où la partie support est en mé- tal et la partie tranchante en céramique, cette dernière peut avoir une section quelconque, trapézoidale, rectangulaire, ou présenter une face courbe, mais est fixée dans un logement, ménagé sur la partie support, qui presente une section de forme correspondante. Les éléments coopérant l'un avec l'autre peuvent avoir une forme allongée, comme par exemple les lames d'une paire de ciseaux, ou la forme de disques plans (notamment s'il s'agit d'un appareil d'aiguisage). Dans ce cas, selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les disques plans se chevauchent légèrement et sont fixés sur un support au moyen de vis. La fixation de l'arrête tranchante sur la partie support peut se faire par tout moyen connu tel que vissage, brasage ou collage, par exemple à l'aide d'une résine époxy que l'on peut éventuellement renforcer par des fibres de nylon. Enfin, selon un dernier mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, les éléments coopérant l'un avec l'autre ont une forme cylindrique et le dispositif comporte au moins deux de ces éléments constitués par une tige cylindrique montée dans une enveloppe cylindrique percée d'une ouverture, lesdits éléments étant montés dans un support et disposés obliquement l'un par rapport à l'autre. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures la à 1f sont des vues schématiques en coupe de différents modes de réalisation de l'appareil objet de l'invention dans le cas où les éléments ont une forme allongée ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un de ces éléments montrant comment l'arrête tranchante peut être fixée par des vis - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif dans lequel les éléments coopérant l'un avec l'autre ont la forme de disques plans - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un disque utilisable dans le dispositif de la figure 3 ;; - la figure 5 est une vue semblable à la figure 4 illustrant un autre mode de réalisation d'un tel disque - la figure 6 est une vue schématique en coupe montrant les différentes possibilités pour l'angle de coupe des arêtes tranchantes ; et - la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention. Les figures la à 1f illustrent une première application de l'invention à la réalisation d'une paire de ciseaux : on voit sur la figure la que les lames 2 et 4 de la paire de ciseaux se composent chacune d'un support métallique 6 sur lequel est rapportée une arête tranchante 8 en céramique. Dans le cas de la figure lare'arête 8 a une section rectangulaire et est placée dans un logement de section correspondante du support 6. Sur la figure lb, le support 6 présente deux épaulements 10 et 11 contre lesquels est appliquée l'arrête 8. Dans le cas de la figure lc, l'arête 8 a une section sensiblement trapézoldale et est fixée sur le support 6 par l'intermédiaire d'une surface plane oblique 12 alors que, sur la figure ld, il s'agit d'une surface courbe complexe 13. Enfin, on peut prévoir le support 6 avec une âme 7 venant s'encastrer dans une rainure prévue sur l'arrête en céramique 8, les dimensions relatives des différentes pièces étant choisies par l'homme de l'art en fonction de chaque cas particulier (figures le et lof). L'âme 7 peut avoir une section carrée (figure lf) ou rectangulaire (figure le) mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant la partie tranchante avec une âme 7a et en lui donnant une forme quelconque, par exemple une section en queue d'aronde comme cela est illustré sur la figure lf. Dans le cas de la figure 1, l'arrête en céra mique est collée ou brasée sur le support métallique 6, mais on peut aussi réaliser la fixation à l'aide de vis 3 comme cela est représenté sur la figure 2. Enfin, si la description des figures 1 et 2 a été faite dans le cas où la partie tranchante est en céramique alors que la partie support est en métal, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, réaliser la totalité des éléments 2 et 4 en céramique en conservant la même section. La figure 3 illustre une autre application de l'invention lorsque les deux éléments de l'appareil de l'invention nbnt plus une forme rectiligne mais une forme circulaire : les deux éléments 12 et 14 ont la forme de disques plans 16 et 18 qui se chevauchent légèrement et sont fixés sur un support 20, éventuellement muni d'une poignée 22, par des vis 13 et 15 respectivement. Un tel dispositif peut être utilisé par exemple pour aiguiser une lame de couteau, celleci passant à force entre les deux disques 16 et 18 et dans un passage 20a ménagé sur le support 20 : si les vis 13 et 15 ne sont pas serrées à fond, ceci permet une légère rotation des disques et une meilleure répartition de l'usure.Dans ce cas, les disques peuvent consister soit en une masse céramique unique 17 (figure 4) soit en une masse métallique 19 recouverte d'une couche de céramique 21 (figure 5). On peut encore équiper le dispositif de la figure 3 d'une plaque de protection 23 afin d'éviter les risques de blessure lorsqu'on aiguise un couteau. Les figures 6a à 6c montrent que l'angle de coupe des deux arêtes tranchantes en céramique 8a et 8b peut être quelconque, nul (figure 6a), positif (figure 6b) ou négatif (figure 6c). La fixation de l'arrête en céramique sur le support en métal peut se faire par collage à l'aide d'une couche mince de résine époxy (épaisseur inférieure à 0,3 mm) après sablage et décapage du métal, la couche de résine pouvant être renforcée par des fils de nylon. On peut aussi faire une fixation par brasage après métallisation de la céramique, par exemple à l'aide d'une brasure argent-cuivre. Enfin, la figure 7 illustre une dernière variante, également utilisable pour aiguiser des lames de couteau, dans laquelle le dispositif de l'invention se compose de trois éléments de forme allongée 24a, 24b et 24c montés dans un support 25 à l'aide de vis 27. Chaque élément tel que 24a se compose d'une enveloppe métallique 26 percée d'une ouverture 29 et dans laquelle est logée une tige 28 en céramique. La disposition des éléments 24 est telle que la lame du couteau peut être aiguisée par frottement sur les parties des tiges 28 correspondant aux ouvertures 29. En desserrant les vis 27, on peut faire tourner les tiges 28 et répartir l'usure. Sur la figure 7, on a représenté trois éléments d'affûtage disposés les uns à la suite des autres mais l'homme de l'art peut faire varier leur nombre et leur disposition en fonction de chaque application envisagée. On peut,par exemple,les associer par groupes de deux, trois ou davantage ou en placer un nombre quelconque les uns à la suite des autres. Ainsi, l'appareil objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants puisqu'il permet la découpe de matériaux très durs sans risque d'usure ou de destruction rapide de la partie tranchante. Quant aux applications, elles ne se limitent pas au découpage de matériaux puisque cet appareil peut être adapté pour aiguiser les lames de couteaux ou pour l'affûtage de pièces comparables. REVENDICATIONS 1. Appareil du type comportant au moins deux éléments (2, 4) coopérant l'un avec l'autre, chaque élément (2) comprenant une partie support (6) et une partie tranchante (8), caractérisé en ce qu'au moins la partie tranchante est réalisée en céramique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la céramique est choisie dans le groupe comprenant : l'alumine, la silice, la zircone, les oxydes de thorium, hafnium ou béryllium, les nitrures, les carbures et les borures. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments (2, 4) coopérant l'un avec l'autre sont réalisés entièrement en céramique. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie tranchante (8) est en céramique alors que la partie support (6) est réalisée en un matériau métallique. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite arête tranchante (8) a une section rectangulaire et est fixée dans un logement de section correspondante prévu sur la partie support (6). 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie support (6) comporte deux épaulements (10, 11) contre lesquels sont appliqués deux épaulements correspondants prévus sur 11 arête tranchante (8). 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) a une section sensiblement trapézoldale et est fixée dans un logement de section correspondante prévu sur la partie support (6). 8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) présente une surface courbe (13) pouvant s'encastrer dans un logement de section correspondante prévu dans la partie support (6). 9. Appareil selon la revendication--4, caractérisé en ce que la partie support (6) comporte une âme (7) pouvant s'encastrer dans une rainure de dimensions correspondantes prévue sur l'arête tranchante (8). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ame (7) prévue sur la partie support (6) a une section en forme de queue d'aronde. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits éléments (2, 4) coopérant l'un avec l'autre ont une forme allongée. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits éléments (12, 14) coopérant l'un avec l'autre ont la forme de disques plans. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux disques plans (16, 18) se chevauchent légèrement et sont fixés sur un support (20) par des vis (13, 15). 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) est fixée sur la partie support (6) par vissage. 15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) est fixée sur la partie support (6) par brasage. 16. Appareil selon l'une quelconque des re vendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) est fixée sur la partie support (6) par collage. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'arête tranchante (8) est fixée sur la partie support (6) par collage à l'aide d'une résine époxy. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que la résine époxy est renforcée par des fibres de nylon. 19. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits éléments (24a, 24b, 24c) ont une forme cylindrique. 20. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux éléments (24a, 24b) constitués par une tige cylindrique (28) montée dans une enveloppe cylindrique (26) parcée d'une ouverture (29), lesdits éléments (24a, 24b) étant montés dans un support (25) et disposés obliquement l'un par rapport à l'autre.