Brevet FR2621518A1 — publié le 19890414

OUTIL DE COUPE POUR MATERIAUX MOUS. Description La presente invention se rapporte à un outil de coupe pour materiaux mous en plaques étalées sur un support et que l'on découpe pour en isoler une partie de forme determinee. Ces matériaux posent des problèmes de coupe particuliers. C'est notamment le cas du caoutchouc cru non vulcanise, quoique l'invention s'utilise aussi pour d'autres matières. La plaque de matériau ayant été étalée sur un support plat ou cylindrique par exemple, la découpe peut s'effectuer au moyen d'un outil ayant une arete de coupe verticale et qui progresse le long d'une direction de coupe en s'appuyant sur le support. L'outil est chauffé dans le cas du caoutchouc pour Le rendre malléable. Toutefois, ce procédé traditionnel présente l'inconvénient que les deux lèvres de la partie coupée viennent à se refermer en arrière de l'outil et se recollent.C'est pourquoi l'ouvrier, tenant l'outil d'une main, utilise l'autre pour soulever un des deux pans du caoutchouc qui a été découpé et pour écarter ainsi Les Lièvres de part et d'autre de la découpe. Ce n'est evidemment pas pratique, mais il est difficile d'imaginer un moyen mécanique permettant de les ecarter automatiquement dans de bonnes conditions. On a également proposé d'autres types d'usinage, par jet d'eau fin sous pression et par laser notamment, mais ces procédés pourraient etre délaissés car ils ne fonctionnent pas toujours très bien non plus et présentent en tout cas l'inconvénient d'être coûteux. L'invention ne comporte pas ces inconvénients et permet de découper des matériaux mous, c'est-à-dire pâteux ou malléables, en plaques, pour en découper des pièces de forme déterminée comprenant éventuellement des contours sinueux,- des angles vifs y compris des angles droits, et des parties à petit rayon de courbure ; les parties de L'autre cte de la ligne de coupe sont considérées comme des chutes et sacrifiees ou recyclées selon le cas. Par conséquent, l'invention comporte un moyen pour soulever une étroite bande du matériau contigu à la ligne de coupe et du côté de la chute, au cours de la découpe, puis pour la replier sur une partie de la chute plus éloignée de la ligne de coupe. Si le matériau présente des propriétés d'élasticité, il peut en outre être nécessaire de plaquer fermement la partie rabattue pour la souder au reste de la chute et maintenir ainsi la pièce suffisamment dégagée de la chute. Une réalisation particulière de l'invention y pourvoit. Une autre réalisation particulière de l'invention permet d'effectuer des lignes de coupe présentant des angles vifs aussi bien saillants que rentrants sans causer de dommage du côté de la pièce. Plus précisément, l'invention se rapporte à un outil de coupe pour matériaux mous en plaques étalées sur un support comprenant une arête coupante appartenant à un plan de coupe perpendiculaire à la plaque et se déplaçant dans une direction de coupe appartenant au plan de coupe, L'arête coupante étant définie par l'intersection d'une face latérale de dépouille et d'une seconde face latérale, caractérisé en ce que la seconde face latérale est délimitée, outre par l'arête coupante, par une arête inferieure et un déflecteur ; l'arête inférieure est, lors de la coupe, sensiblement au niveau du support et se raccorde à l'arête coupante en un bord d'arêtes ; le déflecteur comprend une face inferieure inclinée vers la direction de coupe ; la seconde face latérale comprend une partie médiane en retrait, suivant la direction de coupe, par rapport à l'arête inferieure et à une zone avant de la face inférieure du déflecteur et qui se raccorde à l'arête inférieure et à la zone avant par des surfaces de raccordement concaves, l'arête inférieure étant elle-même en retrait, suivant la direction de coupe, par rapport à l'arête coupante. Il est avantageux que la face inférieure du déflecteur possède une zone, opposée à l'arête de coupe, qui dépasse latéralement de la partie mediane, surtout si cette partie extreme se proLonge vers l'arrière par rapport à la direction de coupe tout en s' abaissant. On va maintenant décrire l'invention à L'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et nullement limitatif - La figure 1 est une vue en perspective de l'outil de coupe ; - la figure 2 est une coupe suivant le niveau II indiqué sur La figure 1, - la figure 3 est une vue de côté de l'outil montrant le processus de découpe, - la figure 4 illustre le dégagement de la pièce au cours de La découpe, - la figure 5 illustre une découpe sinueuse, et - la figure q est une vue de côté de l'outil opposée à la figure 3. La figure 1 représente en perspective l'outil en position de découpage. Il est maintenu verticalement en contact avec un support plat horizontal S au moyen d'un montage dit compliant qui peut comprendre un ressort de compression fixé à un porte-outil et appuyant cet outil avec une force déterminee. Une plaque C de matériau à découper tel que le caoutchouc est posée sur Le support S ; une partie située au premier plan correspond à une chute Ch qui doit ensuite être éliminée ; une autre partie correspond à la pièce Cp que l'on veut découper. La pièce Cp et la chute Ch sont séparées par une ligne de coupe. La pièce Cp est limitée par un bord B du côté de la ligne de coupe. L'outil lui-même comprend tout d'abord un manche 1 vertical dont une extrémité reliée au porte-outil n'est pas représentée ; l'autre extrémité du manche 1 porte les éléments utiles pour la découpe, et notamment une arête coupante 2 disposée dans un plan vertical et qui progresse à l'intérieur d'un plan de coupe, dans une direction de coupe. Le plan de coupe est en fait le plan vertical passant par le bord B. La direction de coupe est indiquée par la flèche A sur la figure. Pour simplifier l'exposé de l'invention, on appellera désormais également "avant" la direction de coupe A, "arrière" la direction opposée, et on supposera que la pièce Cp est à droite de l'outil et la chute Ch à gauche.Dans ces conditions, on découpera généralement dans le sens des aiguilles d'une montre pour obtenir une pièce Cp d'une plaque et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour decouper un trou sur une pièce Cp. Toutefois, il est absolument évident que l'outil peut être construit symétriquement par rapport a son plan de coupe et travaillera alors en sens inverse. L'arête coupante 2 est limitée par une face latérale en dépouille 3 du côté de la pièce Cp et par une seconde face Latérale 4 du côté de la chute Ch. La face latérale en depouille 3, cachée sur la figure 1, apparat sur les figures 2 et 6. Elle est verticale et fait avec le plan de coupe un angle de dépouille A3 positif et approximativement nul. Il en résulte qu'au fur et à mesure de la progression de L'outil, la face laterale en dépouille 3 ne déforme pas le bord B de la pièce Cp mais en est suffisamment proche pour communiquer de La chaleur au matériau dans Le cas d'un outil chauffé. L'arête coupante 2 est verticale ou, de préférence et comme on l'a représenté sur la figure 1, inclinée vers l'avant d'un angle de coupe A2 de quelques degrés avec la verticale. Cette disposition permet d'exercer au cours de la coupe un petit effort vertical sur le caoutchouc C pour le plaquer contre le support S et empêcher ainsi de le décoller. L'arête coupante 2 se termine à son extrémité ~inférieure par un point appelé bord d'arêtes 5 qui est en contact avec le support S. La seconde face latérale 4 peut être décomposée en plusieurs parties : une partie médiane 6, située verticalement un peu au-dessus de la surface supérieure de la plaque de caoutchouc C, une arête inferieure 7 située sensiblement au niveau du support S et qui se raccorde au bord d'arête 5, et des surfaces de raccordement 8 et 9 ente la partie médiane 6 et respectivement L'arête inférieure 7 et l'arête coupante 2. Ces deux surfaces de raccordement sont concaves. En effet, la partie médiane 6 est en retrait par rapport à L'arête inférieure 7 dans La direction de coupe A, c'est-à-dire qu'elle est située plus en arrière ; de meme, arête inférieure 7 est en arrière par rapport à L'arête coupante 2. L'arête inférieure 7 est de préférence prévue avec un angle de dépouille positif modéré A7, de trois ou quatre degrés environ, pour s'assurer que Le bord d'arête 5 est le seul point de l'outil en contact avec le support S et que l'outil peut donc pivoter autour de ce bord d'arête 5. L'arête inférieure 7 et la face médiane 6 sont avantageusement perpendiculaires au plan de coupe et ne sont obliques (infiéchies vers l'avant) qu'à proximité de L'arête coupante 2, c'est-à dire sur la surface de raccordement concave 9. Un autre élément essentiel de L'invention est un déflecteur 15 qui apparaît du côté de la seconde face latérale 4 sous la forme d'un secteur de disque incline vers l'avant. C'est essentiellement la face inferieure ou avant 14 de ce déflecteur 15 qui est utile du point de vue des résultats de l'invention ; on peut distinguer une zone située plus en avant 16 qui surplombe la seconde face latérale 4 et s'étend jusqu'à L'arête coupante 2, une zone mediane 17 qui prolonge la précédente lateralement et s'étend au-delà de La seconde face latérale 4 jusqu'au-dessus de la chute Ch, et une zone arrière 18, à une-hauteur inférieure à celle des deux précédentes, qui prolonge la partie mediane 17 vers l'arrière. Une autre surface de raccordement concave 19 relie la partie médiane 6 de la seconde face latérale 4 à la zone avant 16 de la face inférieure 14 du déflecteur 15. On peut expliquer le processus de coupe avec les figures 3 et 4. Le deplacement de L'outil amène l'arête coupante 2 à séparer la plaque de caoutchouc C de part et d'autre du plan de coupe. Le bord B situé du côté de la pièce Cp reste sur le support S. Par contre, une partie 25 de la chute Ch proche du plan de coupe et dont la largeur correspond approximativement à la largeur de L'outil est progressivement soulevée à l'aide de l'arête inférieure 7 qui passe au-dessous et la fait glisser vers le haut. La matière de la bande passe progressivement devant la partie médiane 6 de la seconde face latérale 4, puis arrive sur la face inferieure 14 du déflecteur 15. Ce mouvement ascendant est facilité par les raccordements concaves 8 et 19 et s'accompagne d'un mouvement latéral car Le troisième raccordement concave 9 reliant L'arête coupante 2 à la partie médiane 6 repousse le matériau coupé vers L'extérieur du pLan de coupe.Le matériau est donc amené sur la zone avant 16 de la face inférieure du défLecteur 15 par ce mouvement oblique résultant qui le fait ensuite progressivement redescendre le long des zones médiane et arriére 17 et 18 de la face inférieure 14 du feflecteur 15 et contourner ainsi la seconde face latérale 4. Tout se passe donc comme si une bande de La plaque de caoutchouc C était progressivement soulevée par la seconde face Latérale 4 et rabattue par Le déflecteur 15 au-dessus de la chute Ch avant d'être abaissée et éventuellement d'y être plaquée et collée par La zone ar-riére 18 de ce même déflecteur 15, pour forme-r alors un bourrelet Br. En réalité le phénomène est plus complexe, car Le caoutchouc chauffé est malléable et se déplace essentiellement par un écoulement visqueux et non par un retournement d'ensemble, mais le résultat est à peu près le même.On obtient finalement une pièce Cp dont le bord B est parfaitement net et qui est nettement séparé de la chute Ch. On va maintenant décrire comment L'outil conforme à l'invention permet d'exécuter des pièces Cp à angLes vifs sans abîmer leur bord B. L'outiL pivote autour du bord d'arête 5. La création d'un angle sailLant tel que celui référencé par N figure 5 est facile, car L'outil s'écarte de la pièce Cp au cours du pivotement et il suffit donc de repousser au moyen de la seconde face Latérale 4 une portion de matière 28 située du côté de La chute Ch et qui s'écoule par Le déflecteur 15 comme par une avance rectiLigne de L'outil. Par contre, la création d'un angLe rentrant N' oblige l'outil à passer sur La pièce Cp au cours du pivotement. Les inconvénients Liés à cette situation peuvent être limités si l'outil est construit comme le montre la figure 6. On peut en effet y définir une surface arrière 30 qui joint les deux surfaces laterales 3 et 4 et qui est inclinée suivant une pente de quarantecinq degrés environ à la fois vers l'arrière et vers la droite, de telle sorte que la face latérale en dépouille 3 a un contour pratiquement triangulaire dont la pointe est orientée en bas et correspond au bord d'arêtes 5. Le pivotement amène la face arrière 30 de l'outil au-dessus de la pièce Cp, mais cette face est généralement à une hauteur suffisante pour ne pas entrer en contact avec elle. Seule une petite partie située près du bord d'arêtes 5 peut etre abîmée. Ce léger défaut passe inaperçu en pratique. L'outil de coupe suivant l'invention peut être employé pour tout matériau mou disposé en plaques. Canes le cas d'un matériau tel que le caoutchouc cru vulcanisé qu'il faut chauffer, il est évidemment avantageux que l'outil soit en matériau conducteur thermique tel qu'un alliage de fer ou de cuivre. On peut aussi envisager son emploi pour les pâtes alimentaires par exemple. Il est suffisamment fiable pour permettre des découpes automatiques par robot qui n'étaient pas possibles jusqu'à présent à cause de la nécessité d'écarter les chutes à la main. Revendications 1. OutiL de coupe pour matériaux mous en plaques (C) étalées sur un support (S) comprenant une arête coupante (2) appartenant à un plan de coupe perpendiculaire à la pLaque (C) et se déplaçant dans une direction de coupe (A) appartenant au plan de coupe, l'arête coupante (2) étant définie par l'inter- section d'une face LatéraLe de dépouille (3) et d'une seconde face latérale (4), caractérisé en ce que la seconde face latérale (4) est délimitée, outre par l'arête coupante (2), par une arête inférieure (7) et un déflecteur (15) ; l'arête inférieure (7) est, lors de la coupe, sensiblement au niveau du support (S) et se raccorde à L'arête coupante (2) en un bord d'arêtes (5) ; le déflecteur (15) comprend une face inférieure (14) inclinée vers La direction de coupe ; la seconde face laterale (4) comprend une partie médiane (6) en retrait, suivant la direction de coupe (A), par rapport à l'arête inférieure (7) et à une zone avant (16 > de la face inférieure (14) du défLecteur (15) et qui se raccorde à l'arête inférieure (7) et à La zone avant (16) par des surfaces de raccordement concaves (8, 19), l'arête inférieure (7) étant elle-même en retrait, suivant la direction de coupe (A), par rapport à l'arête coupante (2). 2. Outil de coupe pour matériaux mous suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la face latérale de dépouille (3) fait un angLe de dépouiLLe (A3) approximativement nul avec Le plan de coupe. 3. OutiL de coupe pour matériaux mous suivant l'unie queLconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie médiane (6) de la seconde face Latérale (4) se raccorde à l'arête de coupe (2) par une surface de raccordement concave (9). 4. Outil de coupe pour matériaux mous suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la face inférieure du déflecteur (15) possède une zone (17), opposée à l'arête coupante (2), qui dépasse latéralement de la partie médiane (6). 5. Outil de coupe pour matériaux mous suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la zone extrême (17) se prolonge vers la direction opposée à la direction de coupe (A) en contournant la seconde face latérale tout en s'abaissant. 6. Outil de coupe pour matériaux mous suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que la face inférieure (14) du déflecteur (15) est plane. 7. Outil de coupe pour matériaux mous suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie médiane (6) de la seconde face latérale (4) et une partie de l'arête inférieure (7) au-dessous de la partie médiane (6) sont sensiblement perpendiculaires au plan de coupe. 8. Outil de coupe pour matériaux mous suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arête inférieure (7) fait un angle de dépouille (A7) positif modéré en s'éloignant du bord d'arêtes (5). 9. Outil de coupe pour matériaux mous suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est également délimité par une face arrière (30) joignant les deux faces LatéraLes (3, 4) et fortement inclinée vers L'arrière et latéralement, vers la seconde face latérale (4), 10. Outil de coupe pour matériaux mous suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que L'arête coupante (2) est inclinée (A2) vers la direction de coupe (A).