Brevet FR2657280A1 — publié le 19910726

OUTIL DE COUPE CIRCULAIRE ET ROTATIF COMPOSITEE. L'invention concerne un outil de coupe rotatif cir- culaire, notamment utilisé pour la découpe de produits ou objets en acier et autres matériaux, tel que par exemple le bois Elle concerne plus spécifiquement un outil de découpe rotatif du type en question réalisé au moyen de deux matériaux différents. Typiquement, les fraises-scies principalement con- cernées par l'invention, sont monoblocs Elles présentent: en leur centre un moyeu d'entraînement, comprenant un alésage, et muni de trous d'entraînement afin de permettre une coopération avec un arbre moteur, et une couronne périphérique comprenant la zone de coupe effective, L'ensemble forme une seule et même entité, généralement réalisée en acier dit "à coupe rapide". La couronne périphérique des fraises-scies est dentée D'une manière générale, ces dents présentent un espacement et une dureté pouvant varier d'une fraise-scie à l'autre, en fonction de son application et de sa vites- se de rotation. De manière connue, le corps présente une certaine dépouille, typiquement de l'ordre de 1 à 2 %, destinée à permettre l'évacuation des copeaux du matériau découpé et la lubrification de la zone de découpe. De tels outils monoblocs présentent par leur struc- ture et leur conception mêmes, des inconvénients Tout d'abord, seule la partie opérationnelle de la couronne périphérique doit présenter une dureté adaptée Or, compte tenu de la conception, la totalité de la fraise- scie est réalisée avec le même alliage, ce qui implique outre un surcoût, l'obtention d'un outil lourd, et qui de plus, nécessite des réaffutages périodiques de la zone de découpe proprement dite Or ce réaffutage est générale- ment sous-traité Cela implique un stock important donc couteux demandant une gestion relativement rigoureuse de ce parc En outre, on aboutit par ces réaffutages succes- sifs à une perte de capacité de coupe de l'outil, compte tenu de la taille effectuée au sein même de la couronne périphérique en vue d'obtenir une forme voisine de celle de l'outil neuf. De plus, en cas de choc, l'ensemble de l'outil est fragilisé, le rendant souvent impropre à des découpes ultérieures. Enfin, compte tenu du caractère monobloc et massif de cet outil, il s'avère très bruyant à la coupe, rendant le travail des opérateurs pénible. L'invention vise à pallier ces inconvénients Elle propose un outil de coupe du type en question, qui soit tout d'abord léger, remplisse les mêmes fonctions que les outils de coupe rotatifs connus à ce jour, permette d'amortir en partie les vibrations inhérantes à la coupe proprement dite, et qui compte tenu de son prix de revient, rende inutile les réaffutages périodiques et successifs et simplifie de fait la gestion du parc d'outils de coupe. Cet outil de coupe rotatif, comportant: un corps de forme sensiblement plane et circulai- re, dont le centre comprend un moyeu destiné à permettre l'entraînement de l'outil, et une couronne périphérique circulaire, compor- tant la zone de coupe proprement dite, réalisée en un matériau connu pour ses propriétés de coupe, se caractérise en ce que le corps est réalisée en un matériau synthétique sur laquelle la couronne périphé- rique est solidarisée de manière irréversible En d'autres termes, l'invention consiste à proposer un outil de coupe rotatif composite, respectivement un corps en forme de disque, réalisé en un matériau léger, et apte à absorber une partie des vibrations générées lors de la coupe, et une couronne périphérique de découpe proprement dite, réalisée typiquement en acier, mais éventuellement dans d'autres matériaux connus pour leurs propriétés de coupe, solidarisées de manière ferme et irréversible au corps en forme de disque. Avantageusement, en pratique: la solidarisation est assurée par un tenon circu- laire, ménagé sur la face latérale interne de la couronne périphérique et faisant partie intégrante de celle-ci, coopérant avec une gorge complémentaire ménagée sur la face latérale externe du corps, le tenon étant interrom- pu périodiquement, et la gorge complémentaire étant com- blée de manière correspondante, afin de fournir à la couronne périphérique le couple généré par l'arbre moteur sur le corps; on empêche en quelque sorte la couronne périphérique de patiner sur le corps; de même, le tenon permet d'éviter le déjantement de la couronne périphéri- que hors du corps, de par sa coopération avec la gorge complémentaire du corps, y compris lors d'utilisations quelquefois anormales et très courtes dans le temps de tels outils de découpe; le matériau synthétique constitutif du corps est choisi dans le groupe constitué par le polyester, les polyamides, les polyarylamides, et le polysulfure de phenylène, ou les mélanges de ces produits; le materiau synthétique du corps est armé en fibres de verre ou chargé de matière minérale tel que le talc et le mica, éventuellement complété par des billes en ces matériaux; cette charge additive est particuliè- rement efficace pour obtenir un outil présentant une bonne résilience, alliée à une bonne résistance mécanique nécessaire lors du travail de l'outil; en outre elle permet d'accroître la planéité du produit fini, qualité requise pour un grand nombre d'applications; la couronne périphérique est réalisée dans un matériau choisi dans le groupe constitué par les aciers à coupe rapide,carbure de tungstène, le diamant artificiel, les céramiques, mélange de phases céramique-métal mieux connu sous le terme générique CERMET, etc Dans une variante de réalisation, le corps est colo- ré dans la masse, selon un code correspondant à l'utili- sation finale envisagée de l'outil. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indica- tif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une coupe transversale schématique d'une fraise-scie conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe effectuée au niveau de la ligne A-B de la figure 1 de la couronne périphérique conforme à l'invention. la figure 3 est une coupe effectuée au niveau de la ligne A-B de la figure 1 du corps conforme à l'invention. La fraise-scie ( 1) conforme à l'invention est fonda- mentalement constituée de deux parties respectivement, un corps central ( 2) et une couronne périphérique ( 10). Le corps central ( 2), de forme circulaire, présente en son centre un moyeu ( 3), destiné à permettre l'adapta- tion de l'outil sur un arbre moteur La solidarisation de ce moyeu sur ledit arbre s'effetue au moyen de goupilles non représentées, traversant les orifices ( 5) ménagés à cet effet sur le moyeu ( 3) Un alésage ( 4) permet d'enga- ger l'arbre d'entraînement. Selon l'invention, l'ensemble du corps ( 2) avec son moyeu ( 3) est réalisé en un matériau synthétique, par exemple en polyester chargé en fibres de verre et de matières minérales telles que notamment du talc et du mica De fait, ce chargement en fibres de verre permet d'obtenir une très bonne planéité et surtout d'augmenter la résilience de l'outil final, tout en conservant la résistance mécanique, nécessaire lors du travail dudit outil De manière connue, le corps ( 2) présente une légè- re dépouille au niveau de son diamètre extérieur, puis une augmentation de l'épaisseur au niveau du moyeu ( 3). Comme déjà dit, cette dépouille est essentiellement destinée à permettre l'évacuation des copeaux issus du matériau scié ou coupé, et simultanément à permettre une lubrification de la couronne périphérique de découpe ( 10) La couronne périphérique ( 10), comporte les organes de coupe proprement dits, à savoir dans l'exemple décrit des dents ( 11) De manière connue, cette couronne péri- phérique ( 10) est réalisée en acier à coupe rapide connue pour cette application Toutefois, les dents ( 11) peuvent présenter au niveau de leur extrémité supérieure une partie réalisée en un matériau très dur ( 12), par exemple en carbure de tungstène, en diamant artificiel, voire en CERMET, afin de renforcer la capacité de coupe. La couronne périphérique ( 10) présente une face latérale interne ( 13), destinée à venir s'accoler contre la face latérale externe ( 7) du corps ( 2) (voir figure 2 et 3). Selon l'invention, la solidarisation de la couronne périphérique ( 10 > au corps ( 2), s'effectue au moyen d'un tenon circulaire interne ( 14), ménagé sur la face latéra- le interne ( 13) de la couronne périphérique ( 10), et dirigé vers le centre de la fraise-scie ( 1) Ce tenon ( 14) est destiné à coopérer avec une gorge complémentaire ( 8), ménagée au niveau de la face latérale externe ( 7) du corps ( 2) Ainsi, tout déjantement de la couronne péri- phérique ( 10) hors du corps ( 2) est rendu impossible. Le tenon ( 14) est interrompu périodiquement, pour ne devenir qu'une légère saillie ( 15) par rapport à la face latérale interne ( 13) de la couronne périphérique ( 10). De même, et de manière complémentaire, la gorge annulaire ( 8) est comblée périodiquement, jusqu'à atteindre le niveau ( 9) sur la figure 3, en contact avec ladite sail- lie ( 15) De la sorte, on définit des ergots en relief ( 9) ménagés au niveau du corps ( 2), et destinés à coopé- rer avec la couronne périphérique ( 10), afin de transmet- tre à cette dernière le couple-moteur généré par l'arbre d'entraînement. Le nombre d'ergots ( 9) correspondants dépend du diamètre de l'outil de découpe Typiquement, il peut varier entre cinq et huit, ces indications n'étant nulle- ment limitatives, mais uniquement illustratives. La mise en place du corps ( 2) sur la couronne péri- phérique ( 10) s'effectue par injection du ou des maté- riaux synthétiques constitutifs du corps ( 2) dans un moule de forme appropriée, moule dans lequel la couronne périphérique est déjà en place. De la sorte, l'outil de découpe rotatif ainsi obtenu peut être utilisé pour la découpe de tous matériaux, et notamment les aciers et les nonferreux, ainsi que le bois, les matières plastiques et les produits alimentai- res Il suffit pour cela d'adapter l'alésage, la qualité du matériau constitutif de la couronne périphérique ( 10) et la forme des dents En outre, ces outils de découpe présentent une très bonne capacité d'absorption des vibrations, diminuant de manière significative les bruits occasionnés lors de la découpe, et rendant ainsi le travail auprès des scies moins pénible. En outre, la résilience de ces outils est très nettement améliorée par rapport aux outils de découpe connus à ce jour En outre, en cas de bris des outils de découpe, particulièrement dangereux compte tenu de la vitesse de rotation, il n'y a pas d'éclats contrairement aux outils traditionnels De la sorte, ils peuvent être utilisés en toute sécurité. Enfin, le corps étant réalisé en matériau bon marché, le prix de revient de ces outils se trouve nette- ment diminué De la sorte, l'opération de réaffûtage ne s'impose plus systématiquement On peut ainsi éviter les problèmes de stock et de gestion de ce stock, qui se posaient jusqu'alors. REVENDICATIONS 1/ Outil de coupe circulaire et rotatif comprenant: un corps ( 2) de forme sensiblement plane et circu- laire, dont le centre comprend un moyeu ( 3), et une couronne périphérique circulaire ( 10) comportant la zone de coupe proprement dite ( 11,12), réalisée en matériau connu pour ses propriétés de coupe, caractérisé en ce que le corps ( 2) est réalisée en un matériau synthétique sur laquelle la couronne périphé- rique ( 10) est solidarisée de manière irréversible. 2/ Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solidarisation de la couronne périphérique ( 10) sur le corps ( 2) est effectuée au moyen d'un tenon circulaire ( 14), ménagé sur la face latérale interne ( 13) de la couronne périphérique ( 10) et faisant partie intégrante de celle-ci, coopérant avec une gorge complémentaire ( 8), ménagée sur la face latérale externe ( 7) du corps ( 2), le tenon ( 14) étant interrompu périodi- quement, et la gorge complémentaire ( 8) étant comblée de manière correspondante, afin de fournir à la couronne périphérique ( 10) le couple généré par l'arbre moteur sur le corps ( 2), et d'empêcher tout déjantement de ladite couronne ( 10) hors du corps ( 2). 3/ Outil de coupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau synthétique du corps ( 2)est choisie dans le groupe constitué par le polyester, les polyamides, les polyarylamides, et le polysulfure de phénylène, ou le mélange de ces produits. 4/ Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau synthétique consti- tutif du corps ( 2) est armé en fibres de verre ou fibres minérales. / Outil de coupe selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le matériau synthétique constitutif du corps ( 2) est complété de billes minérales, choisies dans le groupe constitué par le verre, le talc et le mica. 6/ Outil de coupe selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la couronne périphérique ( 10) est réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les aciers à coupe rapide, le carbure de tungstène, le diamant artificiel, les céramiques, et les mélanges de phases céramique-métal. 7/ Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps ( 2) est coloré dans la masse, selon un code correspondant à l'utilisation finale de l'outil.