Brevet FR2643583A1 — publié le 19900831

flISPOSITIF DE COUPE DE STERIAUX DURS. L'invention concerne un dispositif ou outil à monter sur un arbre dtentra#nement rotatif, qui permet de découper des matériaux, en particulier des matériaux durs en forme de plaque ou de bloc, suivant un contour quelconque, intérieur ou extérieur, dans le plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre, tout en donnant simultanément tout profil voulu au bord engendré par ladite coupe. Les matériaux durs, tels que granit, marbre, verre, sont décoratifs et résistants ; on souhaite donc les utiliser dans de nombreuses applications. Ils sont toutefois difficiles à travailler, notamment si on veut leur donner des configurations courbes et/ou creuses, par exemple, en forme de vasque à parois et bords arrondis. On connaît des machines pour effectuer un tel travail, mais ce sont des machines fixes, de grandes dimensions, conçues pour un travail spécifique. Par exemple, elles permettent d'exécuter une découpe circulaire ou ovale, ou bien d' arrondir les bords, mais pas ces deux opérations simultanément. On connaît aussi le procédé qui consiste à percer des trous dans le matériau,les uns à coté des autres, en suivant la forme désirée, avec finition à la main par ponçage, pour raccorder les trous et abattre les angles, ou arrondir les bords. Ce procédé, en partie manuel, est évidemment long et pénible.Il existe également des fraises diamantées ou traitées qui ont une forme appropriée au travail à exécuter,mais il faut une fraise diamantée par électrolyse par type de travail ; l'usure de la fraise est rapide et, lorsque la fraise est usée en un point, il faut changer l'ensemble de la fraise, de sorte que le coût d'utilisation est élevé. De plus, comme les fraises sont généralement montées en bout d'arbre, elles présentent un risque pour l'opérateur. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces divers inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif pour la découpe ou le détourage rapide, intérieur ou extérieur, d'une pièce en matériau dur, tel que granit, marbre,etc., et, simultanément, le profilage ou la mise en forme des bords découpés. Elle a également pour objetun dispositi se ce type, dont la sécurité est améliorée. Ces objectif s sont atteints par un dispositif ou outil de coupe, caractérisé en ce qu'il comprend : un arbre cylindrique, dont une extrémité est prévue pour l'accouplement à un arbre rotatif d'entratnement et dont l'autre extrémité comporte une partie épaulée de plus grand diamètre une pluralité de disques à périphérie coupante, enfilés sur l'arbre et empilés sur la partie épaulée, ces disques pouvant avoir des diamètres extérieurs différents, pour définir ensemble le profil désiré ; et un écrou vissé par un filetage à gauche sur la partie intermédiaire de l'arbre, au-dessus de la pile de disques, de manière à bloquer les disques sur la partie épaulée. De préférence, la périphérie des disques comprend des secteurs angulaires coupants, séparés par des parties évidées, et les secteurs des disques successifs de l'empilage sont décalés les uns par rapport aux autres. Suivant un autre aspect de l'invention, l'empilage de disques n'occupe qu'une fraction de la longueur de la partie intermédiaire de l'arbre, le reste étant occupé par des rondelles non coupantes. Dans un autre mode de réalisation de 11 invention, pour la coupe de matériaux de plus forte épaisseur, l'arbre comporte, au-dessous de la partie épaulée, un prolongement tenu dans un palier fixé à un bâti qui supporte également la machine d'entraînement. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formesde réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 représente l'arbre et l'écrou de blocage faisant partie du dispositif suivant l'invention, Fig. 2 représente le dispositif de la figure 1, équipé de disques de coupe de même diamètre pour former des bords à angle droit, Fig. 3 représente le dispositif de la figure 1, équipé de disques de diamètres différents, pour former des bords arrondis. Fig. 4 est une vue en plan d'un disque de coupe, Fig. 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention, pour la coupe d'un matériau plus épais. Fig. 6 est une vue en plan suivant l'axe de la figure 2. La figure 1 représente l'arbre 1 du dispositif conforme d l'invention. Cet arbre présente une extrémité supérieure 2, prévue pour son accouplement, par exemple par l'intermédiaire d'un mandrin ou de pinces, à une machine électroportative à rhéostat permettant de régler la vitesse de rotation à une valeur appropriée au matériau et au diamètre de l'outil. L'extrémité inférieure de l'arbre 1 comporte une partie épaulée 3#de plus grand diamètre, puis une partie 4 de réception des disques de coupe puis, avant la partie d'accouplement 2, un filetage à gauche 5 sur lequel peut se visser un écrou 6. Comme représenté sur la figure 2, on empile des disques de coupe 8, ou fraises, partir de l'épaulement 3 et sur une hauteur un peu supérieure à l'épaisseur de matériau à couper. On visse ensuite 11 écrou 6, de manière à bloquer les disques contre l'épaulement, de sorte que l'é- crou s'applique bien sur les disques 8. L'écrou 6 présente un évidement 7 dans lequel peut se loger le haut de la partie 4.L'ensemble peut alors être monté sur la machine. Dans le cas illustré sur la figure 2, tous les disques 8 sont de même diamètre, de sorte que leurs périphéries définissent ensemble un cylindre à génératrice rectiligne parallèle à l'arbre. Lorsque l'arbre tourne à grande vitesse et est déplacé par rapport à la pièce, par translation latérale de la machine et de l'arbre, la périphérie des disques coupe le matériau dans la direction de déplacement et on peut donner à la pièce le contour désiré, intérieur ou extérieur, dans le plan perpendiculaire à l'arbre. Puisque les disques définissent ensemble une gé nératrice rectiligne, le bord coupé ou la paroi engendrée sont également droits et parallèles à l'arbre. Dans le cas illustré sur la figure 3, les disques 8' ont des diamètres différents, choisis pour que la périphérie de l'empilage présente le profil longitudinal désiré. Les aspérités de ce profil, résultant de l'épaisseur de chaque disque, peuvent être éliminées, si nécessaire, à l'aide d'une pierre abrasive. Les mêmes opérations que ci-dessus engendrent des bords coupés arrondis, ou d'une autre forme, selon les disques choisis. D'autre part, dans l'exemple illustré, la hauteur de la partie coupante est réduite par interposition de rondelles 10 à la partie inférieure de l'empilage, c'est-à-dire entre l'épaulement 3 et les disques, et/ou à la partie supérieure, c'est-à-dire entre les disques et l'écrou 6. La figure 4 est une vue en plan d'un disque 8. On voit que chaque disque comporte un trou central Il qui est sensiblement du diamètre de l'arbre, et une pluralité de secteurs diamantés 9, au nombre de quatre, dans l'exemple illustré, qui sont séparés par des évidements pour le dégagement des matières ou débris de coupe. Bien entendu, lors du montage des disques sur l'arbre, on décale angulairement les segments des disques successifs, afin d'obtenir un meilleur équilibrage et d'éviter les vibrations. Pour des raisons de flexion de l'arbre 1 qui est soumis à un effort latéral, l'épaisseur maximal de matériau à couper est limitée. Par exemple, dans le cas du dispositif de la figure 2, la hauteur de l'empilage de disques est de 6 cm, pour une épaisseur de granit de 5 cm. Si on veut couper de plus fortes épaisseurs, comme représenté sur la figure 5, on prolonge l'arbre 1, au-dessous de la partie épaulée 3 de plus grand diamètre, et ce prolongement 12 est tenu dans un palier à billes 13 fixé sur un bâti 14 qui peut également supporter la machine d'entratnement. Ainsi, l'arbre est tenu sur le bâti, en haut par le groupe d'entratnement et en bas par le palier. Dans ce cas, le mouvement relatif entre la pièce et l'outil est engendré par déplacement de la pièce par rapport au bâti. On peut par exemple découper un bloc carré suivant une ligne centrale en S ou d'une autre forme et obtenir ainsi deux pièces symétriques, toutes deux utilisables, sans perte de matériau. Dans tous les cas, on peut utiliser le dispositif en toute sécurité puisque, même en cas de desserrage des disques, ces derniers sont retenus sur l'arbre, vers le bas par la partie 3 de plus grand diamètre que le trou central 11 du disque, et vers le haut par l'écrou 6 et la machine d ' entrainement. La description ci-dessus montre que le dispositif, conforme à l'invention, présente bien les-avantages suivants - on peut simultanément découper un matériau dur suivant un contour désiré et donner un profil désiré au bord cou pé - on peut modifier à volonté le profil du bord, sans discontinuité et de façon économique, puisqu'on ne change pas l'ensemble de la fraise - on peut remplacer seulement les disques usés ou abîmés et non l'ensemble de l'outil, ce qui est plus économique : - la sécurité est améliorée puisquten cas de desserrage de l'écrou,les disques restent sur l'arbre. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celleci. A titre d'exemple, dans une forme de réalisation, la hauteur de l'empilage des disques est de 5 à 30 cm. Revendications 1. Dispositif de coupe de matériaux durs sous forme de plaque ou de bloc, caractérisé en ce qu'il comprend : un arbre cylindrique (1) comportant, successivement sur sa longueur, une partie d'extrémité supérieure (2) pour l'accouplement à un arbre rotatif d'entratnement, une partie filetée (5) à filetage de sens inverse du sens de rotation de l'arbre d'entralnement, une partie intermédiaire (4) de longueur au moins égale à l'épaisseur du matériau à couper, et une partie d'extrémité inférieure (3) de plus grand diamètre, qui définit un épaulement avec la partie (4), une pluralité de disques à périphérie coupante (8), enfilés sur la partie intermédiaire (4) et empilés sur la partie épaulée (3 > , de manière à définir ensemble un corps de révolution ayant une génératrice de forme désirée ; et un écrou (6) vissé sur le filetage de manière à bloquer les disques sur la partie épaulée (3). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les disques sont de même diamètre et ladite génératrice est une ligne droite parallèle à l'arbre. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les disques sont de diamètres différents et ladite génératrice est une ligne courbe ou une ligne non parallèle à l'arbre. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la périphérie des disques présente des secteurs angulaires coupants (9) séparés par des parties évidées, et lesdits secteurs sont orientés différemment dans les disques successifs de l'empilage. 5. Dispositif suivant l'une des revendications précéden tes, caractérisé en ce que ltempilage de disques (8) n'utilise pas toute la longueur de la partie intermédiaire (4) de l'arbre, le reste étant occupé par des rondelles superposées non coupantes (10), au-dessous et/ou au-dessus de l'empilage. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre (4) est prolongé, au-dessous de la partie de plus grand diamètre (3), et en ce que ledit prolongement (12) est tenu dans un palier (13) fixé sur un bâti (14) qui supporte également la machine d'entrainement. 7. Dispositif suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur de l'empilage de disques est de 5 à 30 cm.