Brevet FR2648385A1 — publié le 19901221

APPAREIL DE TRAVAIL DU BOIS L'invention concerne un appareil de travail du bois, comprenant un outil rotatif monté sur l'arbre de sortie d'un moyen moteur pour être entrain8 en rotation autour de son axe central. Les outils de travail du bois utilisés par les sculpteurs sont traditionnellement des outils à main, que l'on frappe en général avec un maillet. Les travaux de dégrossissage des pièces de bois sont donc relativement longs et pénibles. On utilise depuis longtemps des appareils à frappe pneumatique pour le travail de la pierre. En ce qui concerne le bois, on a seulement proposé des appareils, à transmission par flexible, de frappe d'outils du genre gouge. Avec ces appareils, le travail au droit des noeuds reste difficile, et le respect du sens du fil demeure impératif. Plus récemment, on a proposé d'utiliser des disques abrasifs montés sur l'arbre de sortie d'un moteur, et qui ne travaillent qu'à plat. De tels disques ne peuvent être utilisés que de façon limitée, pour la finition. Leur encrassement rapide pose en outre des problèmes. Les fraises classiques du type de celles utilisées pour le travail des métaux, ne conviennent pas au travail du bois en raison d'un tranchant mal adapté et d'un affutage impropre, qui se traduisent par un débit insuffisant et une tendance au noircissement. De plus, les aciers classiques ont une durée d'usage très courte, et ne sont pas adaptés au travail du bois (de nombreuses essences comprenant de la slllce). La présente invention a pour objet un appareil de travail du bois, qui puisse être utilisé sans effortavec une orientation quelconque par rapport au bois, sans abîmer le bois et en donnant dans la plupart des cas l'impression d'un travail exécuté avec les outils tradi tionnels a main. L'invention a encore pour obJet un appareil de ce type, qui puisse être utilisé pour le travail du bois sans que l'on ait éventuellement d respecter le sens du fil ou à s'inquiéter de la présence de noeuds. L'invention propose, pour cela, un appareil de travail du bois, comprenant un outil rotatif monté sur l'arbre de sortie d'un moyen moteur pour être entraîné en rotation autour de son axe central, caractérisé en ce que l'outil se présente sous la forme d'une fraise à dents rapportées, comprenant un disque circulaire et des dents de coupe fixées à la périphérie du disque de façon a faire saillie sur cette périphérie dans une direction sensiblement radiale et sur une première face du disque dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de rc- tation, chaque dent comprenant une arête de coupe lncur- vée de forme convexe qui s'étend de façon continue sur la partie en saillie de la dent, autour de la périphérie du disque, depuis le bord périphérique de la seconde face du disque jusqu'au-dessus de la première face du disque. Un tel outil, entraîne en rotation autour de son arbre central par un moyen moteur, permet une rapidite de travail très supérieure à celle que l'on peut obtenir avec les appareils existants. De plus, le traitement des noeuds, du bois de bout et du contrefil ne pré- sente plus la moindre difficulté. Par ailleurs, grâce aux formes des dents de coupe rapportées sur le disque de l'outil, on peut utiliser cet outil à la manière d'un disque à tronçonner, c'est-à-dlre en orientant le disque sensiblement perpendiculairement à la surface du bois à travailler, ou en l'inclinant plus ou moins en oblique par rapport à cette surface, ou encore en le disposant presque à plat sur cette surface. Selon une autre caractéristique de l'invention, la face d'attaque de chaque dent se trouve dans un plan approximativement perpendiculaire au disque et incliné par rapport au disque de façon & faire un angle aigu avec la première face de ce disque, du côté avant par rapport au sens de.rotation du disque. Le plan de la face d'attaque de chaque dent est également décalé par rapport à l'axe du disque, de façon à être incliné vers l'avant, dans le sens de rotation du disque, par rapport à un rayon entre le centre du disque et la dent. Cette double obliquité du plan de la face d'attaque de chaque dent permet d'optimiser l'angle de coupe du bois, depuis la périphérie jusqu'a une face plate du disque. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la périphérie du disque comprend une entaille formée immédiatement en avant de la face d'attaque de chaque dent. Cette entaille permet l'évacuation des copeaux, et l'affutage de la face d'attaque de chaque dent. De préférence, les dents sont réalisées en une matière dure, notamment en métaux durs frittés tels par exemple que du carbure de tungstène, et sont encastrées dans la partie périphérique du disque, en appui sur une face radiale d'une échancrure du disque, et fixées par brasure. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la deuxième face du disque de l'outil est recouverte sensiblement en totalité par un carter fixe de protection qui couvre également la majeure partie de la périphérie du disque et de la zone périphérique de la première face de ce disque, en laissant à découvert environ un quart à un tiers de la périphérie de l'outil. Ce carter de protection peut de plus comprendre un volet mobile, monté à rotation sur un axe parallèle å l'axe de l'outil et associé à un levier ou une poignée de manoeuvre et à un ressort de rappel, ce volet Jutant mobile entre une position de protection où il couvre la partie de l'outil laissée découverte par le carter fixe, et une position de travail où il découvre cette partie. Ce carter offre donc une grande sécurité, puisque la totalité de l'outil est recouverte tant que l'on n'actionne pas volontairement le levier ou la poignée de manoeuvre du volet mobile. De préférence, l'outil selon l'invention est utilisé avec un moyen moteur du type meuleuse d'angle, comprenant un renvoi d'arbre moteur à 90 , ce qui permet d'orienter commodément l'outil par rapport à la surface du bois à travailler. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessinus annexés dans lesquels la figure 1 est une vue partielle en plan d'un outil de travail du bois selon l'invention la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue de côté de cet outil; la figure 4 est une vue schématique en coupe partielle d'une variante de réalisation de cet outil la figure 5 est une vue schématique en coupe partielle d'une autre variante de réalisation de l'outil; la figure 6 est une vue de côté d'une autre variante de réalisation de l'outil ; la figure 7 illustre schématiquement différentes possibilités d'utilisation de l'outil selon l'invention les figures 8 et 9 sont des vues de face et de dessous d'une variante de réalisation d'un appareil selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1, 2 et 3, qui représentent une première forme de réalisation d'un outil selon l'invention. Cet outil, désigné par la référence générale 10, s'apparente généralement .à une fraise à dents rapportées et comprend un disque plat 12 de forme circulaire comportant un orifice central 14 de montage sur l'arbre de sortie d'un moyen moteur, et sur la périphérie duquel sont rapportées et fixées des dents de coupe 16 d'un type particulier. Chaque dent 16 fait saillie par rapport au disque 12, d'une part sur sa périphérie dans une direction sensiblement radiale, et d'autre part sur une première face 18 du disque 12, dans une direction sensiblement perpendiculaire à cette face. Comme on le voit mieux sur les figures 2 et 3, chaque dent 16 comporte une arête de coupe 20 qui est de forme incurvée convexe sensiblement continue et qui s'étend du bord périphérique de l'autre face 22 du disque jusqu'au niveau d'une ligne 24 radialement interne de la première face 18 du disque, en entourant à distance la périphérie 26 du disque. Par ailleurs, chaque dent 16 est doublement inclinée en oblique : tout d'abord, le plan de la face d'attaque 28 de chaque dent 16 (figure 3) n'est pas exactement perpendiculaire à la surface du disque, mais incliné légèrement en oblique par rapport à cette surface, de façon à former un angle aigu avec la première face du disque 12. La face d'attaque 28 de chaque dent 16 est ainsi, en quelque sorte, inclinée vers l'avant par rapport au sens de rotation du disque, indiqué par la flèche 30 en figure 1. De plus, le plan de cette face d'attaque 28 est incliné vers l'avant par rapport à l'axe 32 du disque 12, c'est-a-dire que ce plan n'est pas parallèle à un plan 34 passant par le centre de la dent et par le centre 32 du disque, mais fait un angle avec ce plan 34. Une entaille relativement importante 36 à faible dépouille est formée dans la périphérie du disque, en avant de chaque dent 16 par rapport au sens de rotation 30, pour permettre l'évacuation des copeaux, et faciliter également l'affutage de la dent. La partie de la périphérie 26 du disque, qui se trouve immédiatement en arrière de chaque dent 16, forme un talon limitant la profondeur de la pénétration dans le bois. Enfin, comme on le voit sur les figures 1 et 3, les périphéries des dents 16 présentent des dépouilles relativement importantes. Les dents 16 sont réalisées en une matière très dure, notamment en métaux durs frittés tels que du carbure de tungstène ou de titane, ou encore du carbure de silicium ou du carbure de bore, et sont encastrées dans la périphérie du disque 12, en y étant également fixées par brasure. Pour cela, des échancrures 38 sont formées sensiblement radialement dans la périphérie du disque 12, plus profondément que les entailles 36 précitées. Chaque échancrure comprend une face arrière 39, par rapport au sens de rotation 30 du disque, qui va former la face d'appui de la dent 16 et qui est inclinée comme celle-ci, c'est- & -dire en oblique sur le plan du disque et vers l'avant par rapport au centre 32 du disque. Lorsque les dents 16 sont fixées dans les échancrures 38, par encastrement et par brasure, l'outil peut être utilisé dans un très nombre de positions, presque à plat sur le bois, ou en oblique, ou bien droit par rapport au bois, sans risque d'arrachement des dents 16. Pour fixer les idées, on indiquera à titre d'exemple que l'outil représenté danses figures 1 à 3 peut avoir un diamètre de l'ordre de 125 mm, le disque 12 étant réalisé en acier avec une épaisseur de 3 à 5 mm. Les dents 16, par exemple au nombre de 18, font saillie radialement sur la périphérie du disque de 2 mm environ, et axialement sur la face 18 du disque de 4 mm environ. Elles ont une longueur de l'ordre du centimètre. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la face 18 du disque, sur lequel font saillie les dents 16, comprend un évidement central 40 formant logement d'un écrou de fixation sur l'arbre de sortie d'un moyen moteur. L'outil des figures 1 et 3 est particulièrement destiné à être utilisé avec un moyen moteur du type meuleuse d'angle, représenté à titre d'exemple en figure 7. Ce genre d'appareil comprend un corps cylindrique 42 contenant un moteur électrique d'entraînement d'un arbre axial, une extrémité du corps 42 étant munie d'un renvoi d'arbre moteur 44 à 90., de telle sorte que l'outil 10 monté sur l'arbre de sortie de l'appareil se trouve dans un plan parallèle à l'axe du corps cylindrique 42. Une poignée 46 facilite la prise en main de l'appareil. L'outil des figures 1 à 3 peut être utilisé dans les trois types de position représentées en figure 7, par rapport à la surface à travailler 48 d'un morceau de bois. Dans la position A de la figure 7, il donne l'impression d'un travail à la gouge. De la position A à la position B, il permet une variation d'effets de travail avec des gouges de différentes largeurs. Lorsqu'il est déplacé latéralement (perpendiculairement au plan du dessin), il permet de reproduire l'effet d'un travail manuel à l'herminette. Dans la position C de la figure 7, il permet d'obtenir un état de surface relativement lisse. Les figures 4 et 5 représentent deux variantes de réalisation de cet outil, qui diffèrent de la forme de réalisation des figures 1 à 3 essentiellement par la forme des dents 16. Dans la variante de réalisation de la figure 4, les arêtes de coupe des dents 16 sont peu incurvées et se trouvent essentiellement en saillie radiale sur la pé riphérie du disque 12, les dents comprenant également une partie oblique 50 inclinée vers le centre du disque 12. Cet outil est plus particulièrement destiné a être utilisé dans la position représentée dans la partie A de la figure 7, avec un déplacement latéral pour la reproduction du travail à l'herminette. Dans la variante de réalisation de la figure 5, les dents 16 ont des arêtes de coupe qui s'étendent légèrement en oblique par rapport à la face 18 du disque 12 et qui sont peu incurvées, sauf à leur extrémité radialement externe. Un tel outil est destiné plus particulièrement à être utilisé dans la position représentée en partie C de la figure 7 (travail de surfaçage). La figure 6 représente encore une autre variante de réalisation de l'outil, qui est d'un diamètre beaucoup plus faible et dont le disque 12 forme l'extrémité d'un écrou 52 de vissage direct sur l'extrémité filetée d'un arbre moteur. Un outil tel que ceux représentés dans les figures 1 à 6 est entraîné à une vitesse comprise par exemple entre 4 000 et 10 000 tours par minute pour le travail du bois. Plus la vitesse de rotation est faible, plus on risque d'augmenter les traces de passage des dents sur le bois quand on déplace l'outil parallèlement à ce plan ou légèrement en oblique par rapport à ce plan. Moyennant une réduction de la vitesse de rotation, un outil selon l'invention peut également être utilisé pour le travail de la pierre, en particulier des pierres tendres ou moyennement dures, au prix d'une production de poussière relativement importante. Il est donc préférable dans cette application, de prévoir une forte aspiration ou une projection d'eau sur la surface de la pierre à travailler. Il faut également utiliser des dents appropriées (longueur, affutage, matière constitutive). L'invention prévoit également un carter de protection de cet outil, pour éviter ou réduire les risques de blessures accidentelles. Ce carter de protection peut être du type représenté en figure 7, et comprend alors une enveloppe annulaire fixe 54 entourant la majeure partie de la périphérie de l'outil 10 en ne laissant à découvert qu'un quart ou un tiers environ de la périphérie de l'outil et une très faible partie de la face 22 du disque 12. L'autre face 18 du disque, sur laquelle les dents 16 font saillie, est nécessairement plus découverte, pour permettre l'utilisation de l'outil. On peut donc prévoir de masquer ces parties découvertes de l'outil au moyen d'un volet mobile 56, monté å rotation sur le carter 54 autour d'un axe 58 parallèle å l'axe de rotation de l'outil 10, et associé d'une part a un ressort de rappel et d'autre part à un levier ou une poignée de manoeuvre, qui peut être confondue avec la poignée 46 de tenue de l'appareil moteur. Ce volet 56 est ainsi mobile entre une position de protection où il recouvre toute la partie de l'outil 10 laissée découverte par le carter 54, et une position de travail où il découvre cette partie. Le ressort de rappel ramène automatiquement le volet mobile 56 dans sa position de protection, dès qu'on lâche le levier ou la poignée de manoeuvre. De cette façon, si l'appareil échappe aux mains de l'opérateur, l'outil 10 est immédiatement recouvert par le volet mobile 56 et les risques de blessures sont très largement réduits. On a représenté dans les figures 8 et 9 une variante des moyens de protection, particulièrement adaptés dans le cas où l'outil est utilisé dans la position A de la figure 7, pour la reproduction du travail à l'herminette. Dans ce cas, le capot fixe 54 recouvre la quasi-totalité de l'outil 10 et supporte une plaque inférieure 60 présentant une fente rectiligne 62 de passage d'une faible partie de la périphérie de l'outil 10. La plaque 62 est montée pivotante, à l'une de ses extrémi tés, sur le capot 54 autour d'un axe 64 parallèle à l'axe de rotation de l'outil 10, et son autre extrémité est fixée de façon réglable sur le capot 54. La partie central de la plaque 60 présentant la fente 62 peut être de forme légèrement convexe. L'outil selon l'invention peut également être monté a l'extrémité d'un bras robot, exécutant des travaux répétitifs éventuellement programmés et enregistrés dans une mémoire de commande des mouvements du bras robot. REVENDICATIONS 1) Appareil de travail du bois, comprenant un outil (10) rotatif monté sur.l'arbre de sortie d'un moyen moteur (42) pour être entraîné en rotation autour de son axe central, caractérisé en ce que l'outil (10) se présente sous la forme d'une fraise à dents rapportées (16), comprenant un disque circulaire (12) et des dents de coupe (16) fixées à la périphérie du disque de façon à faire saillie sur cette périphérie dans une direction sensiblement radiale et sur une première face (18) dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation, chaque dent comprenant une arête de coupe (20) incurvée de forme convexe qui s'étend de façon continue sur la partie en saillie de la dent, autour de la périphérie du disque depuis le bord périphérique de la seconde face (22) du disque jusqu'au-dessous de la première face (18) du disque. 2) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face d'attaque (28) de chaque dent se trouve dans un plan approximativement perpendiculaire au disque et incliné par rapport au disque de façon à faire un angle aigu avec la première face (18) du disque, du côté avant par rapport au sens de rotation (30) du disque. 3) Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan de la face d'attaque (28) de chaque dent est incliné vers l'avant par rapport à l'axe du disque, dans le sens de rotation du disque. 4) Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce'que la périphérie du disque comprend une entaille (36) formée immédiatement en avant de la face d'attaque (28) de chaque dent (16). 5) Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les parties de la périphérie du disque, qui sont situées immédiatement en arrière des dents, forment des talons limiteurs de pénétration. 6) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces périphériques des dents (16) présentent des dépouilles relativement importantes par rapport à la périphérie du disque. 7) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dents (16) sont encastrées dans la partie périphérique du disque, en prenant appui sur une face radiale (39) d'une échancrure (38) du disque et sont fixées par brasure dans ces échancrures. 8) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque est réalisé en acier et les dents en matières dures, telles que des métaux durs frittés du type carbure de tungstène. 9) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie centrale (40) de la première face (18) du disque est évidée pour le logement d'un écrou de fixation sur l'arbre de sortie du moyen moteur. 10) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil (10) comprend un trou axial cylindrique à filetage interne, pour montage par vissage sur l'arbre de sortie du moyen moteur. 11) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde face du disque est recouverte sensiblement en totalité par un carter fixe de protection (54), qui couvre également la majeure partie de la périphérie du disque et d'une zone périphérique de la première face du disque, en laissant à découvert environ un quart à un tiers de la périphérie de l'outil. 12) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le carter de protection comprend également un volet mobile (56), monté à rotation sur un axe (58) parallèle à l'axe de l'outil et associé à un levier ou une poignée de manoeuvre (46) et à un ressort de rappel, ce volet étant mobile entre une position de protection où il couvre la partie laissée découverte par le carter fixe (54), et une position de travail où il découvre cette partie. 13) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen moteur est du type meuleuse d'angle, comprenant un renvoi d'arbre moteur à 90'.