Brevet FR2602994A1 — publié le 19880226

L'invention concerne un procédé et un appareil pour couper des corps ou des matériaux durs, mais ne coupant pas des corps ou matériaux plus tendres. On connait des appareils de coupe ou de découpe tels que des scies qui, animés d'un mouvement périodique, permettent de couper ou de débiter différents types de matériaux ou de corps, généralement sous l'impulsion d'un moteur électrique. On peut noter en particulier dans ce type d'appareil, les scies circulaires et les scies sauteuses dans lesquelles L'organe de 10 coupe est constitué respectivement par un disque denté entraîné en rotation autour d'un axe fixe et par une lame dentée entraînée dans un mouvement linéaire alternatif. Toutefois, ce type de matériel pour utile qu'il soit, présente un certain nombre d'inconvénients, et notamment celui de 15 couper la matière sur laquelle on applique ou on appuie l'organe de coupe quelle que soit la nature de cette matière: dure ou plus tendre. En d'autres termes, si l'utilisateur d'un tel matériel est maladroit ou inattentif ne serait-ce que pendant quelques instants, il risque de se blesser gravement si l'organe de coupe vient à toucher ou à entrer en 20 contact avec une partie de son corps. Le procédé et l'appareil de l'invention annule ou du moins diminue très largement de tels risques en coupant effectivement les matériaux ou les corps durs, sans couper ni endommager les matériaux ou corps plus tendres tels que la chair. A cet effet, le procédé de l'invention est tel que on imprime à l'organe de coupe deux mouvements périodiques de périodes différentes et on combine ces deux mouvements pour réaliser ladite opération de coupe. De cette façon, on diminue de façon importante les risques ou les dangers liés à l'utilisation des appareils de coupe. En outre, on aLLonge la durée de vie de l'appareil dont L'organe de coupe s'use uniformément sans s'échauffer. Dans un mode de réalisation de l'invention on prévoit, plus particulièrement, d'imprimer à l'organe de coupe d'une part un mouvement d'entraînement linéaire alternatif reLativement lent et de grande amplitude et, d'autre part, un mouvement vibratoire plus rapide et de plus faible amplitude autour d'une succession de positions occupées par l'organe de coupe dans son mouvement linéaire alternatif. Selon un autre mode de réalisation tout aussi intéressant, 10 on prévoit, d'une part, d'imprimer à l'organe de coupe d'une part un mouvement relativement lent d'entraînement en rotation autour d'un axe fixe et, d'autre part, un mouvement vibratoire plus rapide et de relativement faible amplitude autour d'une succession de positions occupées par l'organe de coupe dans son mouvement de rotation. On notera que, quel que soit le mode de réalisation retenu, les mouvements auxquels l'organe de coupe est soumis étant moins brutaux ou saccadés que sur les appareils à entraînement linéaire ou circulaire connus, la partie active de cet organe de coupe s'abime moins, ce qui facilite son entretien et augmente sa durée de vie. 20 En ce qui concerne l'appareil de l'invention, on notera qu'il comprend, outre un organe de coupe telle qu'une lame de scie, des moyens d'entraînement de ladite lame en mouvements périodiques combinés de périodes différentes tels qu'un premier mouvement relativement lent et un second mouvement plus rapide et de relativement faible amplitude. 25 Ainsi, on obtient un appareil de coupe à la fois efficace et sans danger, alors qu'avec les appareils connus de ce type dans lesquels on imprimait à la lame un mouvement périodique relativement rapide et, suivant le cas, de grande ou de faible amplitude, on n'obtenait qu'une coupe dangereuse ou inéfficace pour les matériaux 30 durs tels que le bois. Le procédé et l'appareil de l'invention apparaîtront plus clairement de la description qui va suivre faite en référence aux dessins d'accompagnement dans lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement une vue intérieure 35 de face d'un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 illustre plus particulièrement les engrenages et les pièces de liaison de l'appareil illustré à la figure 1, - la figure 3 présente une vue schématique intérieure de face d'une variante de réalisation de L'invention, et - la figure 4 illustre plus particulièrement la position des différents engrenages et de l'arbre de commande de l'appareil illustré figure 3. Si l'on se reporte tout d'abord aux figures 1 et 2, on voit illustré un appareil de coupe conforme à l'invention du type "scie sauteuse". L'appareil illustré et repéré 1, comprend un corps ou 10 boîtier 2 à l'intérieur duquel sont disposés notamment un bâti support 31 mobile en translation par rapport au boîtier 2 sensiblement dans l'axe 25 de la lame et divers moyens d'entraînement ou de liaison assurant à cette lame 3 dentée un déplacement en mouvements périodiques combinés de périodes différentes sous l'impulsion d'un moteur, de 15 préférence électrique, 4 fixé au bâti 31. Toutefois, pour la clarté de la description, l'ensemble des moyens constitutifs de l'appareil seront décrits. Aussi, on notera que le moteur 4 commande un arbre 14 traversant une roue d'engrenage 8 à LaqueLLe il est Lié, cet arbre 14 20 se prolongeant, en outre, par un téton excentrique 10 traversant lui-même, au niveau d'un orifice 26 allongé dans une direction 27 sensiblement perpendiculaire à l'axe 25 de La lame, une tige 15 liée rigidement à cette lame. Comme on le comprend, la lame 3 constitue l'organe de coupe 25 de l'appareil. Sur l'une quelconque des figures 1 ou 2, on remarque que la roue 8 est liée en engrènement avec une roue 6 transmettant le mouvement à une roue d'engrenage 7 par l'intermédiaire d'un arbre 11 et de clavettes 12, 13. On remarquera que l'arbre 11 est monté libre de pivotement sur le bâti 31 vers ses extrémités opposées après avoir traversé, outre les roues 6 et 7, la tige 15 au niveau d'un orifice 22 allongé sensiblement parallèlement à la direction de l'axe 25 de la lame. Revenant à la roue 7, on notera qu'elle est liée en 35 engrènement avec une roue 5 elle-même reliée, de part et d'autre, à deux roues 9, 9' par l'intermédiaire d'un arbre 16 et deux clavettes , 21. L'arbre 16 s'étend entre les roues 9, 9' en traversant notamment, outre la roue 5, également la tige 15 au niveau d'un orifice 23 allongé sensiblement paraLLèLement à La direction de l'axe 25 de la lame. Les roues 9, 9' sont munies chacune d'un téton excentrique 19, 19' traversant chacun une partie fixe 32, 33 du boîtier 2 au niveau d'orifices 34, 35 allongés sensiblement parallèlement à l'axe 27 déjà présenté. Les moyens principaux d'entraînement de la lame ayant été décrits, on notera que sur la figure 1 on a hachuré la partie mobile 10 de l'appareil supportéepar le bâti 31; les tétons excentriques 19 et 19' assurant la liaison entre le boîtier 2 fixe et l'ensemble des moyens constituant la partie mobile. De façon à guider en déplacement cette partie mobile, on prévoit en particulier des glissières 29, 30 formées de façon complémentaires sur le bâti 31 et sur le boîtier 2. En 15 outre, des galets 28a, 28b, 28c, 28d ou des moyens équivalents peuvent avantageusement guider la tige 15 de commande de lame 3, la lame s'étendant vers l'extérieur du boîtier 2 au niveau d'un orifice débouchant 24. Si l'on se reporte maintenant aux figures 3 et 4, on voit 20 illustré une variante de réalisation de l'appareil de l'invention présentant un matériel de type scie circulaire. Comme on l'a déjà relevé, seule une partie des moyens d'entraînement ou de liaison appartenant à cet appareil fait l'objet de l'invention. Toutefois, pour la clarté de la description, on décrira, en détails, l'ensemble des moyens permettant de faire fonctionner la scie circulaire illustrée. Cet appareil comprend, comme l'appareil précédent illustré aux figures 1 et 2, un boîtier 200, diverses roues 300, 310-350, des 30 arbres de liaison 400, 410...430, des clavettes 800, 810,...830, un moteur, par exemple électrique, d'entraînement 600, et un organe de coupe 700 du type disque denté. En outre, cet appareil est avantageusement muni de roulements à billes 900, 910...930 montés sur les arbres ou les tétons 35 excentriques. Plus précisément, il apparaît des figures 3 et 4, que la roue 300 est, d'une part, en liaison d'engrènement avec la roue 330 et, d'autre part, en liaison d'entraînement avec la roue à engrenage 310 par l'intermédiaire d'un arbre 420 et de clavettes 820, 830 montées respectivement sur les roues 300 et 310, l'arbre de commande 420 étant, quant à Lui relié au moteur de commande 600. La roues 310 est, par aiLleurs, liée en engrenement avec une roue 320 au niveau de laquelle est monté un arbre 400 muni d'un téton excentrique 500, s'étendant à L'intérieur d'un roulement à billes 910 monté sur l'arbre 430, lequeL à la forme générale d'un L et débouche vers l'extérieur du boîtier 200 à travers un autre roulement à billes 900 monté sur une paroi de ce même bottier. L'arbre 430 assure au niveau de son extrémité débouchante 10 431 l'entraînement en rotation du disque de coupe 700. Revenant sur les liaisons d'engrènement, on notera que la roue 330 déjà reliée à la roue 300, l'est également à une roue d'engrenage 350, et ce par l'intermédiaire d'un arbre 410 et de clavettes 800 et 810 montées, respectivement, sur les roues 330 et 350; l'arbre 410 étant, lui-même, monté libre de rotation au niveau de ses extrémités libres opposées sur des parties fixes 250, 251 du boîtier 200. Si l'on se reporte plus particulièrement à la figure 3 il apparaît que la roue 350 est liée en engrènement avec une roue 340, 20 laquelle roue 340 est traversée par les arbres 400 et 420 déjà présentés, ces arbres s'étendant à l'intérieur de roulement à billes repérés respectivement 920 et 930 montés sur ladite roue 340. En se reportant maintenant à la figure 4 on remarque que l'arbre 430 d'entraînement du disque de coupe de l'appareil est, au 25 niveau de son extrémité de liaison avec l'excentrique 500, formé en fourchette à deux dents 451, 452 entourant le roulement à billes 910 à l'intérieur duquel s'étend l'excentrique 500. La description de deux exemples de variantes de l'appareil de l'invention ayant été faite, on va maintenant décrire leur fonctionnement selon lequel, pour couper des corps ou matériaux durs sans pour autant couper ni endommanger des corps ou matériaux plus tendres, on imprime à l'organe de coupe (lame ou disque, ou même éventuellement d'autres organes équivalents) deux mouvements périodiques de périodes différentes que l'on combine. De façon plus spécifique, les pièces constitutives de la scie sauteuse illustrée aux figures 1 et 2 agissent de façon que l'on puisse imprimer à la Lame 3 d'une part un mouvement linéaire d'entraînement alternatif relativement Lent et de grande amplitude et, d'autre part, un mouvement vibratoire plus rapide et de plus faible amplitude, ce dernier mouvement s'effectuant autour d'une succession de positions occupées par la lame au cours de son mouvement linéaire alternatif. Les deux mouvements combinés s'obtiennent comme suit. a. Mouvement oscillatoire ou vibratoire de la lame de scie. Le téton excentrique 10 commandé par le moteur 14 entraîne la tige 15 et donc la lame 3 en un mouvement rapide de va et vient 10 longitudinal et de faible amplitude sensiblement dans l'axe 25. On notera qu'à cet effet, la tige 15 est guidée par les deux axes 11 et 16 qui s'étendent à travers les orifices allongés 22 et 23 et par les galets 28a, 28b, 28c et 28d. b. Mouvement de va et vient de la lame et de l'ensemble de 15 la partie mobile de l'appareil. Par un système réducteur d'engrenage 8-6, 7-5, les roues 9, 9' chacune avec son téton excentrique 19, 19', tournent lentement autour de l'axe 36 du téton correspondant et crée ainsi un mouvement relativement lent et ample de va et vient de l'ensemble de la partie 20 mobile de l'appareil, donc en particulier de la lame 3, sensiblement dans l'axe 25. En ce qui concerne la variante de réalisation de l'invention relative à la scie circulaire, on notera que, dans ce cas, au lieu d'imprimer un mouvement linéaire alternatif à l'organe de coupe, on lui imprime un mouvement relativement lent d'entraînement en rotation autour d'un axe fixe, matérialisé 40, et on combine à ce mouvement un mouvement vibratoire plus rapide et de relativement faible amplitude réalisé autour d'une succession de positions occupées par l'organe de coupec'est-à-dire le disque denté 700, dans son mouvement 30 de rotation. On obtient ces deux mouvements combinés comme suit. a. Mouvement oscillatoire ou vibratoire du disque. L'engrenage 310 commandé par l'axe 420 et lié au moteur 600, fait tourner plus rapidement l'engrenage 320 qui porte l'arbre 400 35 muni du téton excentrique 500 solidaire du roulement à billes 910 et qui imprime à l'arbre formé en L 430 un mouvement d'oscillation relativement rapide autour de l'axe principal 40, lequel arbre transmet ce mouvement aux dents du disque 700. b. Mouvement de rotation du disque L'engrenage 300 également relié à l'arbre 420 commandé par le moteur 600 entraîne dans un mouvement de rotation relativement lent (par rapport au mouvement vibratoire précédent) l'arbre 430, par l'intermédiaire d'un ensemble réducteur au moyen des engrenages 330, 350 et 340. Le disque 700 est donc entraîné en un mouvement combiné de rotation relativement lent et d'oscillation beaucoup plus rapide autour de l'axe fixe 40. Comme on le comprend, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été plus spécialement envisages, mais embrasse au contraire d'éventuelles variantes qui comprendraient des moyens équivalents de mise en oeuvre. On pourrait en particulier prévoirpour assurer le 15 mouvement vibratoire ou oscillatoire de l'organe de coupe, un système à came ou encore un vibreur ou un dispositif éLectro-pneumatique venant en substitution ou en complément du téton excentrique. REVENDICATIONS 1. Procédé pour couper, au moyen d'un organe de coupe (3, 700) du type lame de scie, des corps ou matériaux durs sans couper ni endommager des corps ou matériaux plus tendres, caractérisé en ce qu'on imprime audit organe de coupe (3, 700) deux mouvements périodiques de périodes différentes et en ce qu'on combine ces deux mouvements. 2. Procédé selon la revendications 1 caractérisé en ce qu'on imprime audit organe de coupe (3), d'une part, un mouvement d'entraînement linéaire alternatif relativement lent et de grande amplitude et, d'autre part, un mouvement vibratoire plus rapide et de 10 plus faible amplitude autour d'une succession de positions occupées par l'organe de coupe (3) dans son mouvement linéaire alternatif. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on imprime audit organe de coupe (700), d'une part, un mouvement relativement lent d'entraînement en rotation autour d'un axe fixe (40) 15 et, d'autre part, un mouvement vibratoire plus rapide et de relativement faible amplitude autour d'une succession de positions occupées par l'organe de coupe (700) dans son mouvement de rotation. 4. Appareil de coupe pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant un organe de 20 coupe (3, 700) tel qu'une lame de scie, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'entraînement dudit organe de coupe (3, 700) en mouvements périodiques combinés de périodes différentes. 5. Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent: - d'une part des moyens (5, 6, 7, 8, 9, 9', 19, 19') de transmission à l'organe de coupe (3) d'un mouvement relativement lent linéaire alternatif et de grande amplitude, et - d'autre part, des moyens (10) d'oscillation rapide dudit organe de coupe (3) autour d'une succession de positions occupées par 30 ce même organe de coupe (3) dans son déplacement linéaire alternatif. 6. Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent: - d'une part, des moyens (300, 330, 340, 350) de transmission à l'organe de coupe (700) d'un mouvement circulaire 35 relativement lent autour d'un axe fixe (40) et, - d'autre part, des moyens (310, 320, 500) d'osciLLation relativement rapide dudit organe de coupe (700) autour d'une succession de positions occupées par ce même organe de coupe (700) pendant son déplacement en rotation. 7. Appareil selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisé en ce que: - les moyens de transmission comprennent au moins une série d'engrenages (5, 6, 7, 8, 300, 330, 340) réducteurs, en ce que, - les moyens d'oscillation comprennent au moins un téton 10 excentrique (10, 500) lié à au moins un engrenage réducteur (8, 320), et en ce que, - l'appareil comprend un moteur (4, 600) de commande. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de guidage (28a, 15 28b, 28c, 28d, 29, 30, 900) en mouvement dudit organe de coupe (3, 700).