Brevet FR2702412A1 — publié le 19940916

La présente invention concerne les outils pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, au moyen d'au moins une entrée en forme de gouge délimitée entre deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, et plus particulièrement ceux qui sont couramment utilisés par les menuisiers pour réaliser, par exemple, des moulures sur des longerons en bois ou analogue, ainsi que les procédés permettant de réaliser ces outils. On connaît déjà des outils pour réaliser des moulures ou analogues sur des longerons en bois ou analogue, que les techniciens dénomment fraises ou toupies. Un tel outil comporte généralement un disque ayant une certaine masse en forme de cylindre de révolution et comportant sur sa périphérie, par exemple, deux encoches opposées, et deux lames coupantes ou "fers de coupe" comprenant chacune une entrée en forme de gouge délimitée par deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, ces fers étant placés dans les encoches de façon que les deux surfaces d'angle de dépouille et d'angle de coupe soient dans la position angulaire voulue pour obtenir la coupe souhaitée. Lorsqu'une personne désire, par exemple, réaliser une moulure dans un longeron de bois, elle pousse le longeron le long d'une surface de référence en l'obligeant à passer devant l'outil qui a été monté en rotation sur un arbre de façon que, dans cette rotation, les fers dépassent légèrement de la surface de référence pour pouvoir mordre dans le bois. Le fait que ces fers dépassent de la surface de référence constitue un grand danger pour les doigts des utilisateurs. Pour tenter de pallier cet inconvénient on utilise un élément complémentaire que les techniciens dénomment contre-lame. Celle-ci ne permet pas d'éviter les accidents, mais en limite les conséquences. Cependant, la réalisation d'un tel outil est d'un coût de revient relativement élevé, notamment parce qu'il nécessite des manipulations pour le montage des fers et des contre-lames sur le disque, et Ieur démontage. La présente invention a pour but de réaliser un outil pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, au moyen d'au moins une entrée en forme de gouge délimitée entre deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, qui présente les avantages de sécurité des outils de l'art antérieur tout en étant plus performant, d'une utilisation plus aisée et d'un coût de revient inférieur. La présente invention a aussi pour but de mettre en oeuvre un procédé de réalisation d'un outil selon l'invention, qui permette de le réaliser de façon automatique, par exemple à l'aide d'un tour à commande numérique nécessitant que très peu de manipulations. Plus précisément, la présente invention a pour objet un outil pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, au moyen d'au moins une entrée en forme de gouge délimitée entre deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, caractérisé par le fait qu'il comporte: un disque, des moyens pour monter le disque sur un arbre apte à tourner autour dudit axe, et au moins une dent située à la périphérie dudit disque, ladite dent comportant:: - une partie de gouge dont l'arête de coupe est définie par l'intersection des deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, et - une surface d'éjection de forme sensiblement concave formée en continuité de ladite surface d'angle de dépouille, ladite surface d'éjection étant délimitée, à son extrémité opposée à celle qui est commune avec la surface d'angle de dépouille, par une surface d'extrémité, cette surface d'extrémité formant une arête d'extrémité avec ladite surface d'éjection, la distance, définie dans un plan passant par un point de cette arête d'extrémité et perpendiculaire audit axe de rotation, entre ce point et l'axe de rotation étant légèrement inférieure à la distance entre ledit axe de rotation et le point de l'arête de coupe défini dans ce plan. La présente invention a également pour objet la mise en oeuvre d'un procédé pour réaliser un outil tel que défini ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il consiste, dans une plaque en matériau métallique adapté sensiblement en forme de disque comportant des moyens pour le faire pivoter autour d'un premier axe, à usiner les surfaces d'angle de dépouille et d'éjection au moyen d'au moins une fraise animée d'un mouvement de rotation, ladite fraise étant déplacée de façon que son centre de rotation suive une courbe prédéterminée, puis à réaliser lesdites surfaces d'angle de coupe et d'extrémité au mosren d'une fraise qui réalise un dégagement de chaque côté d'une dent. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels: La figure 1 représente une vue de face d'un mode de réalisation d'un outil selon l'invention, la figure 2 représente une vue de face d'une partie de l'outil selon la figure I, permettant d'expliciter la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, La figure 3 représente une vue en perspective de la partie de l'outil représentée sur la figure 2, et La figure 4 met en évidence, dans le fonctionnement de l'outil selon l'invention, la fonction qui permet de diminuer la gravité des accidents pouvant se produire sur les doigts de ses utilisateurs. Dans un souci de simplification de la description, les mêmes références désignent, sur l'ensemble des figures, les mêmes moyens, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation des moyens qu'elles désignent. Les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisation d'un outil pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, au moyen d'au moins une entrée en forme de gouge délimitée entre deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, cet outil trouvant une application avantageuse pour la réalisation, notamment, de moulures sur des longerons, par exemple de bois, ces moulures pouvant avoir des profils les plus divers. Cet outil comporte un disque 1 et des moyens 2 pour monter ce disque en rotation autour d'un axe 3, par exemple sur un arbre qui peut être animé dtun mouvement de rotation autour de cet axe, par exemple à une vitesse de 8000 tours par minute. A la périphérie 4 de ce disque 1, de préférence sur sa tranche, est située au moins une dent 5. Cette dent 5 comporte une partie de gouge 6 dont l'arête de coupe 7 est définie par l'intersection de deux surfaces 8, 9 dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, et une surface d'éjection 10 de forme sensiblement concave formée en continuité de la surface de dépouille 9. I.'angle de coupe (vide de matière) est l'angle 31 (figure 4) que fait la surface d'angle de coupe 8 avec un plan diamétral passant par un point de l'arête de coupe 7. L'angle de dépouille (vide de matière) relatif au même point de l'arête de coupe est l'angle 32 (figure 4) que fait la surface d'angle de dépouille 9 aec le plan perpendiculaire, en ce point, au plan diamétral défini ci-dessus. Dans le mode de réalisation illustré, la jonction 11 de la surface d'éjection 10 avec la surface d'angle de dépouille 9 se fait suivant une arête anguleuse 12. La surface d'éjection 10 est délimitée, à son extrémité 13 opposée à celle 14 qui est commune avec la surface de dépouille 9, par une surface d'extrémité 15 définissant avec la surface de dépouille 9 une arête d'extrémité 19. Selon une caractéristique de l'invention, la distance LI, définie dans un plan 20 (figure 3) passant par un point 16 de cette arête d'extrémité 19 et perpendiculaire à l'axe de rotation 3, entre ce point 16 et l'axe de rotation 3 est légèrement inférieure à la distance L2 entre cet axe de rotation et le point 1 8 de l'arête de coupe 7 défini dans ce même plan 20. Il est en outre préférentiellement avantageux que la longueur d'une ligne de la surface d'éjection, définie dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 3, soit très supérieure à la longueur de la ligne correspondante, dans ce même plan, de la surface d'angle de dépouille. Dans une réalisation avantageuse, notamment pour faciliter la réalisation de la dent 5 dans le cas, par exemple, d'un profil de moulure relativement complexe, chaque ligne de la surface d'angle de dépouille 9 définie dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 3 est un arc de cercle, de même que chaque ligne de la surface d'éjection concave 10 définie, elle aussi, dans un plan perpendiculaire à cet axe 3. Un outil pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, comportant au moins une dent telle que celle décrite ci-dessus présente de nombreux avantages par rapport aux outils de même type selon l'art antérieur. Tout d'abord, contrairement aux outils de l'art antérieur, il peut être réalisé de façon totalement automatique au moyen, par exemple, d'un tour à commande numérique et de fraises pour métaux, technique qui ne demande qu'un nombre très réduit de manipulations et qui limite d o n c considérablement le coût de fabrication. Un effet, une dent 5 telle que décrite ci-dessus peut être réalisée de la façon suivante décrite plus particulièrement en regard de la figure 2: Le procédé consiste, dans une plaque en matériau métallique adapté sensiblement en forme de disque comportant des moyens pour le faire pivoter autour d'un premier axe, qui sera l'axe de rotation 3 défini ci-avant, à usiner par fraisage les deux surfaces d'angle de dépouille 9 et d'éjection 10. Cet usinage s'effectue au moyen de deux première et deuxième fraises circulaires 21, 22 (schématiquement représentées) animées toutes les deux d'un mouvement de rotation autour, chacune, d'un axe parallèle au premier axe 3, les rayons de ces fraises étant respectivement égaux au rayon de la courbure choisie pour les deux surfaces à obtenir et chaque fraise 21, 22 étant utilisée l'une après l'autre pour ne pas qu'elles interfèrent l'une sur l'autre. Chaque fraise est de plus déplacée de façon que son axe de rotation se déplace dans un plan dit d'usinage 23, 24 sensiblement parallèle à la surface d'angle de coupe 8 et que son centre de rotation suive, dans son plan d'usinage 23, 24, une courbe prédéterminée qui est, dans ce cas, le profil de la découpe souhaitée qui peut être de toute forme, selon celle de la moulure recherchée. Ensuite, les deux surfaces 8 et 15 sont obtenues au moyen d'une troisième fraise 34 qui réalise deux dégagements 33, un de chaque côté de la dent 5, l'axe de rotation de cette troisième fraise étant parallèle au premier axe 3 et avantageusement déplacé, comme il sera explicité ci-après, dans un plan de dégagement 35 faisant, avec un plan diamétral, un angle sensiblement égal à l'angle de coupe 31 (figure 4). La mise en oeuvre décrite ci-dessus du procédé selon l'invention est avantageuse dans le cas de la réalisation d'un outil qui doit être utilisé pour obtenir des moulures d'un profil relativement complexe. Cependant, pour certaines formes de profil simples, par exemple des arcs de cercles, il est possible de réaliser la surface d'angle de dépouille 9 et la surface d'éjection concave 10 au moyen d'au moins une fraise qui est animée d'un mouvement de rotation autour d'un axe, par exemple mais non exclusivement, perpendiculaire à l'axe de rotation 3. Dans ce cas, le centre de rotation de la fraise décrit une courbe prédéterminée qui est par exemple une portion de droite pour la réalisation de la surface d'angle de dépouille 9 et ensuite une portion de courbe concave pour réaliser la surface d'éjection 10. Outre l'avantage de pouvoir être réalisé selon le procédé décrit cidessus qui ne nécessite pas de manipulations particulières, l'outil selon l'invention présente aussi l'avantage de limiter la gravité des accidents qui peuvent sur produire sur les mains des utilisateurs. En effet, les accidents les plus courants sont ceux qui se produisent quand l'utilisateur présente ses doigts devant l'outil qui, généralement, tourne à grande vitesse. Dans l'hypothèse d'un tel accident, comme schématiquement illustré sur la figure 4, Ie doigt a généralement son extrémité entaillée, souvent coupée, par la pointe de la gouge G de la dent 5.Cependant, par la rotation de l'outil, le doigt blessé est quasi instantanément au contact de la surface d'éjection 10 qui, par sa forme courbe concave joue le rôle d'un éjecteur qui repousse le doigt vers l'extérieur de l'outil et évite que la gouge 6 de la dent suivante ne blesse à nouveau l'extrémité du doigt. Avec un tel outil, le doigt est, certes, accidenté mais ne l'est que partiellement, ce qui offre à l'utilisateur la possibilité de récupérer chirurgicalement, au moins partiellement, son doigt. Sur la figure 4, la différence entre les distances L2 et Li définies ciavant a été exagérée. En réalité, il suffit que cette différence soit d'environ l mm pour une longueur L2 d'environ 50 mm, pour limiter de façon très importante la gravité des accidents. I)ans le mode de réalisation tel que décrit ci-dessus de I'outil selon l'invention, cet outil ne comporte qu'une dent 5. allais il peut bien sûr, et avantageusement, en comporter plusieurs toutes identiques, le procédé selon l'invention permettant très facilement d'en réaliser une pluralité régulièrement répartie à la périphérie 4 du disque 1, par exemple huit comme illustré sur la figure 1, la surface d'angle de coupe 8 d'une dent 5 étant séparée de la surface d'extrémité 15 de la dent précédente 30 par un dégagement 33 réalisé comme décrit ci-dessus. Dans l'exemple illustré sur les figures, les dégagements 33 sont représentés en forme de gorges ouvertes sur trois faces. Mais ils peuvent être réalisés, par exemple, avec un fond ayant un profil, par exemple, similaire à celui de l'arête de coupe 7 ou de forme concave, mais situé à un niveau légèrement inférieur à celui de cette arête. D'une façon générale, qu'il ait ou pas un fond, chaque dégagement 33 est délimité par deux parois opposées constituées par au moins une partie de surface d'extrémité 15 de la surface d'éjection 10 d'une dent et au moins une partie de la surface d'angle de coupe 8 de la dent suivante. REVENDICATIONS 1. Outil pour enlèvement de matière relativement tendre par rotation à grande vitesse autour d'un axe, au moyen d'au moins une entrée en forme de gouge délimitée entre deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe et d'angle de dépouille, caractérisé par le fait qu'il comporte: un disque (1), des moyens (2) pour monter le disque sur un arbre apte à tourner autour dudit axe (3), et au moins une dent (5) située à la périphérie (4) dudit disque, ladite dent comportant:: - une partie de gouge (6) dont l'arête de coupe (7) est définie par l'intersection des deux surfaces dites respectivement d'angle de coupe (8) et d'angle de dépouille (9), et - une surface d'éjection (10) de forme sensiblement concave formée en continuité de ladite surface d'angle de dépouille (9), ladite surface d'éjection étant délimitée, à son extrémité (13) opposée à celle (14) qui est commune avec la surface d'angle de dépouille, par une surface d'extrémité (15), cette surface d'extrémité formant une arête d'extrémité (19) avec ladite surface d'éjection, la distance (L1), définie dans un plan (20) passant par un point (16) de cette arête d'extrémité (19) et perpendiculaire audit axe de rotation (3), entre ce point et l'axe de rotation étant légèrement inférieure à la distance (L2) entre ledit axe de rotation et le point (18) de l'arête de coupe (7) défini dans ce plan (20). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de dents identiques (5, 30) régulièrement réparties à la périphérie (4) dudit disque (1), chaque surface d'angle de coupe (8) d'une dent (5) étant séparée de la surface d'extrémité (15) de la dent précédente (30) par un dégagement (33). 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque dégagement (33) est délimité par deux parois constituées par au moins une partie d'une surface d'extrémité (15) et au moins une partie d'une surface d'angle de coupe (8). 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des dégagements (33) comporte un fond d'un profil déterminé. 5. Outil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la longueur d'une ligne d'une surface d'éjection (10), définie dans un plan perpendiculaire audit axe de rotation (3), est supérieure à la longueur de la ligne correspondante, définie dans ce même plan, d'une surface d'angle de dépouille (9). G. Outil selon l'une des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque ligne d'une surface d'angle de dépouille (9), définie dans un plan perpendiculaire audit axe de rotation (3), est un arc de cercle. 7. Outil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que chaque ligne d'une surface d'éjection concave (10), définie dans un plan perpendiculaire audit axe de rotation (3), est un arc de cercle. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il consiste, dans une plaque en matériau métallique adapté sensiblement en forme de disque comportant des moyens pour le faire pivoter autour d'un premier axe (3), à usiner les surfaces d'angle de dépouille (9) et d'éjection (10) au moyen d'au moins une fraise animée d'un mouvement de rotation, ladite fraise étant déplacée de façon que son centre de rotation suive une courbe prédéterminée, puis à réaliser lesdites surfaces d'angle de coupe (8) et d'extrémité (15) au moyen d'une fraise (34) qui réalise un dégagement (33) de chaque côté d'une dent (5). 9. Procédé pour réaliser un outil selon les revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il consiste à usiner les surfaces d'angle de dépouille (9) et d'éjection (10) au moyen de deux première et deuxième fraises circulaires (21, 22) animées toutes les deux d'un mouvement de rotation autour, chacune, d'un axe parallèle au premier axe (3), les rayons de ces fraises étant respectivement égaux au rayon de la courbure choisie pour les surfaces d'angle de dépouille et d'éjection à obtenir, chaque fraise étant déplacée de façon que son axe de rotation se déplace dans un plan d'usinage (23, 24) sensiblement parallèle à la surface d'angle de coupe (8) et que son centre de rotation suive, dans ce plan d'usinage (23, 24), une courbe prédéterminée. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les deux dites surfaces d'angle de coupe (8) et d'extrémité (15) sont obtenues au moyen d'une troisième fraise (34) qui réalise deux dégagements (33), un de chaque côté de ladite dent (5), l'axe de rotation de cette troisième fraise étant parallèle audit premier axe (3) et déplacé dans un plan de dégagement (35) faisant, avec un plan diamétral, un angle sensiblement égal à l'angle de coupe (31).