Brevet FR2710570A1 — publié le 19950407

OUTIL DE COUPE PERFECTIONNE. DESTINE A ETRE ACTIONNE PAR UN MOTEUR A VITESSE VARIABLE. L'invention concerne un nouvel outil de coupe perfectionné, destiné à être actionné par un moteur à vitesse variable. Comme on le sait, un outil de coupe, tel que par exemple un trépan, un forêt, une scie sauteuse ou à ruban, est un outil destiné à couper un matériau par enlèvement ou arrachement de matière. Cet outil est actionné par un moteur à vitesse variable, commandé ou sélectionné par l'opérateur, en un mouvement rotatif (trépan, forêt, scie circulaire), alternatif (scie sauteuse, scie sabre) ou à défilement continu (scie à ruban). On sait également que chaque outil présente, pour un matériau déterminé, une vitesse optimum de travail V, tenant compte du matériau de l'outil et des caractéristiques des organes de coupe. A cette vitesse optimum V, connue également sous le nom de Loi du débit constant établi par le Commandant DENIS, ledit outil procure l'efficacité maximum et l'usure minimum. Le plus généralement, à ce jour, cette vitesse V est indiquée sur l'outil, sur son emballage ou dans les notices d'utilisation. Cette Loi expérimentale du Commandant DENIS, définit un rapport entre la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de passe pour que le débit des copeaux reste constant, et permet ainsi de calculer la rotation optimale. En d'autres termes, pour chaque couple : outil et matériau à couper, cette Loi permet de définir une vitesse de moindre usure permettant d'obtenir un débit maximum de copeaux. Malheureusement, bien qu'il connaisse parfaitement cette condition optimum V, l'opérateur continue à procéder par tatonnements, notamment à l'oreille, en agissant plus ou moins sur la commande manuelle de la vitesse d'entraînement de l'outil, et sans se préoccuper avec rigueur si la vitesse effective correspond bien à la vitesse idéale V. Il semble que c'est la raison pour laquelle fréquemment des outils sont prématurément usés ou perdent rapidement leur efficacité, même lorsqu'ils sont utilisés par des professionnels avisés. Bien que le problème de travailler dans les conditions optimums se pose depuis longtemps, personne ne s'en est guère préoccupé, alors que l'économie réalisée, souci permanent de tout bon professionnel, pourrait être importante, surtout à une époque où l'on se préoccupe de plus en plus de la qualité du travail. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un outil perfectionné, simple et autonome, qui permette facilement à l'utilisateur de travailler au voisinage des conditions optimums, permettant par là d'augmenter l'efficacité et le rendement de l'outil et d'en diminuer l'usure. Cet outil de coupe perfectionné, destiné à être actionné par un moteur à vitesse variable, en un mouvement rotatif, alternatif ou à défilement continu, présentant, pour un matériau déterminé coupé, une vitesse optimum de travail V, se caractérise en ce qu'il comporte en périphérie une bande constituée d'une pluralité d'éléments identiques successifs, de largeur E, chaque élément étant formé de deux souséléments successifs de contrastes différents, dans lesquels E répond à la formule générale E (en millimètres) = V (en millimètres par seconde) F et dans laquelle F désigne la fréquence, exprimée en éclats par seconde, d'une lampe à éclats permanents, dirigée sur ladite bande. En d'autres termes, l'invention consiste à appliquer la stroboscopie aux outils de coupe en faisant appel à des moyens simples, tels qu'une bande, une lampe à éclats. Cette nouvelle application de la stroboscopie, principe scientifique bien connu depuis fort longtemps, permet de régler avec succès et simplicité un problème qui se posait depuis fort longtemps, et que l'on n'avait pu résoudre jusqu'alors avec simplicité et satisfaction. Avantageusement, en pratique - la lampe à éclats est une lampe branchée sur le réseau électrique général, dont la fréquence est bien connue, à savoir cinquante Hertz en Europe, soixante en Amérique du Nord ; la fréquence F est proportionnelle à la fréquence du réseau, par exemple 50 Hertz en Europe; - la lampe à éclats est une lampe néon à basse pression de mercure dont on sait qu'elle émet deux éclats par période, soit cent éclats (F) par seconde sur le réseau européen; - la lampe à éclats est branchée sur un réseau d'alimentation autonome, solidaire de l'engin d'actionnement de l'outil, éventuellement commandée par la même source d'énergie continue (batterie, pile) que l'outil; - la bande caractéristique est formée d'une pluralité de bandes successives, correspondant chacune à un matériau déterminé apte à être travaillé par ledit outil - chaque élément caractéristique est formé de deux sous-ensembles identiques, mais de contrastes opposés, noir et blanc par exemple - la bande est constituée par une succession de barres identiques, respectivement de couleur claire, puis de couleur foncée; - l'outil est un trépan et la bande est disposée en anneau sur le haut de la couronne au voisinage du bord du fond; - l'outil est un trépan et la bande est disposée en couronne sur la périphérie du fond circulaire; - l'outil est un forêt et la bande est aménagée sur l'attache; - l'outil est une scie et la bande est aménagée sur le corps. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation en perspective sommaire d'un trépan conforme à l'invention. Les figures 2 à 5 représentent différentes formes d'exécution de la bande caractéristique de l'invention. La figure 6 est une représentation schématique d'un outil conforme à l'invention monté sur une perceuse d'usage courant pour entraîner l'outil en rotation. Comme on le sait (voir figure 1), un trépan désigné par la référence générale (1) comprend essentiellement un axe ou attache (2) destiné à être fixé par serrage dans les mâchoires (3) d'une perceuse d'usage courant, symbolisée par la référence (4) . Cette perceuse (4) (voir figure 6) comporte un moteur non référencé à vitesse variable, alimenté par le réseau électrique, destiné à actionner l'entraînement du trépan (1) au moyen des machoires (3). La commande de cette vitesse est obtenue par actionnement de la gachette (5) par l'opérateur. L'attache (2) du trépan (1) est solidaire d'un mandrin (6) vissé sur le fond (8) du trépan. Ce fond (8) est raccordé par une bordure (10) à la couronne (9) qui présente à son autre extrémité (11) les organes de coupe proprement dits, par exemple en acier rapide. Le forêt-pilote d'usage courant n'est pas représenté pour ne pas surcharger le dessin. Selon l'invention, le haut de la couronne (9) présente au voisinage de la bordure (10) et/ou la périphérie du fond (8) au voisinage de la bordure (10), une bande respectivement référencée (20) et (21) montrée en détail aux figures 2à 5. Cette bande (20) ou (21) est formée d'une pluralité de barres verticales successives (25,26), respectivement noires et blanches, de même hauteur et de même largeur. Deux barres successives (25) ou (26) de même couleur formant un ensemble et chaque barre un sousensemble. L'ensemble de deux barres successives respectivement blanche (26) et noire (25) a une largeur E. Pour un trépan (1) en acier rapide, destiné à travailler un acier doux, on sait que la vitesse optimum de travail V (Loi du Commandant DENIS) est de vingt sept mètres par minute, soit quatre cent cinquante millimètres par seconde (V = 450). La fréquence d'éclats (F) d'une lampe à néon à basse pression de mercure alimenté par le réseau électrique européen étant égal à 100 (50 hertz x 2), l'écartement caractéristique E entre deux ensembles (25 et 26) est donc de: E = V = 450 = 4,5 millimètres F 100 soit une barre verticale noire (25) de 2,25 mm, une barre blanche (26) également de 2,25 mm. Comme on le voit, cet espacement caractéristique E est indépendant du diamètre de l'outil de coupe. Ainsi, en dirigeant, sur l'outil de travail, la lumière issue d'une telle lampe à éclats d'usage courant dans des ateliers, on fait coïncider deux phénomènes périodiques, respectivement cinématique et optique. Lorsque ces deux phénomènes coïncident, on réalise la stroboscopie, ce qui indique à l'opérateur qu'il travaille aux conditions optimum. Lorsque l'on désire couper de l'aluminium, on sait que la vitesse V doit être égale à 40 mètres par minute, soit six cent soixante six millimètres par seconde. Dans ce cas, l'écartement caractéristique E doit être de: E= 666= 6,66 100 soit trois millimètres trente trois pour chaque barre verticale (25 ou 26). Lorsque les barres de la bande (20) sont destinées à être placées sur le haut de la couronne (9), il suffit que les barres soient orientées dans le sens d'une génératrice. En revanche, lorsque les barres sont destinées à être disposées en (21) en périphérie du fond circulaire (8), il faut que ces barres (25,26) soient dirigées radialement. Avantageusement, les barres verticales (25,26) de la bande caractéristique (21) sont disposées en périphérie et sur le fond (8). Il suffit à l'opérateur de diriger sur la bande caractéristique (21) la lumière issue d'une lampe quelconque à éclats du réseau, notamment d'une lampe à éclairage néon à basse pression de mercure (fréquence Fo égale à cent). Dans une autre forme d'exécution, la bande caractéristique (20,21) peut être formée d'une pluralité de bandes successives et jointives. Chaque bande correspond alors à un matériau déterminé, par exemple acier, aluminium ou bois, susceptible d' être travaillé par le dit outil (voir figures 2 et 3). La figure 4 correspond à une autre forme de réalisation de la bande stroboscopique caractéristique conforme à l'invention, dans laquelle les zones claires (27) peuvent former une combinaison particulière de couleurs, identifiant par exemple le fabricant. La figure 5 montre une autre forme de réalisation des éléments successifs de la bande caractéristique stroboscopique, régulièrement espacés, ces éléments étant ici constitués par des demi-cercles alternés (28,29) respectivement haut et bas, de droite à gauche, en noir et en blanc. Il va de soi que les bandes stroboscopiques caractéristiques (20,21) sont de préférence continues et entourent l'outil. Si le plus généralement, l'organe d'entraînement de l'outil de coupe et plus précisément son moteur, est relié par des connexions non représentées au réseau, cet organe peut être également autonome. Dans un cas comme dans l'autre, comme déjà dit, il suffit de diriger sur la bande caractéristique un réseau lumineux issu d'une lampe à éclats, pour obtenir l'effet stroboscopique recherché, qui permet ainsi à l'opérateur de travailler au voisinage de la vitesse optimum V de travail. Dans la forme de réalisation particulière montrée à la figure 6, l'organe d'entraînement (4) est une perceuse, et comporte au voisinage de la tête de serrage (3), une lampe (30) fixée par une attache appropriée (31) sur le corps de la perceuse. Cette lampe comporte sa propre source électrique (32), par exemple une pile de 9 volts alcaline, voire cadmium/ nickel. Cette pile (32) alimente une lampe (33), par exemple une diode électro-luminescente, dont le faisceau (34) est dirigé sur la bande (21) disposée sur la périphérie du fond (8) au voisinage de la bordure (10). La perceuse (4) est ainsi autonome. Dans une autre forme de réalisation, la lampe (30) est directement alimentée par le moteur de la perceuse (4) et la lampe (33) est du type dit "à décharge" et à basse pression, telle que par exemple une lampe aux vapeurs de mercure (fréquence F égale alors à cent en Europe). La bande stroboscopique caractéristique (20,21) peut être imprmée et fixée à l'outil par tous moyens connus, tels que au moyen d'une bande adhésive. On comprend aisément que la bande caractéristique stroboscopique peut être également utilisée sur d'autres outils de coupe, tels que des forêts, des fraises, des scies lames, circulaires, à rubans, etc.. , qu'ils soient du type à entraînement rotatif, alternatif ou à défilement continu. Les outils conformes à l'invention présentent de nombreux avantages par rapport à ceux commercialisés à ce jour, puisqu'ils permettent de travailler avec sécurité dans des conditions proches des conditions optimales, et permettent ainsi d'obtenir une meilleure efficacité, un meilleur rendement et une usure réduite. En outre, on peut également conserver la vitesse de coupe idéale durant l'usinage. REVENDICATIONS 1/ Outil de coupe perfectionné, destiné à être actionné par un moteur à vitesse variable, en un mouvement rotatif, alternatif ou à défilement continu, présentant, pour un matériau déterminé à couper, une vitesse optimum de travail V, caractérisé en ce qu'il comporte en périphérie une bande (20,21) constituée d'une pluralité d'éléments identiques (25,26) successifs, régulièrement espacés, de largeur E, chaque élément étant formé de deux sous-éléments successifs de contrastes différentes, dans lesquels E répond à la formule générale: E (en millimètres) = V (en millimètres par seconde) F et dans laquelle F désigne la fréquence, exprimée en éclats par seconde, d'une lampe à éclats permanents, dirigée sur ladite bande. 2/ Outil de coupe perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lampe à éclats est branchée sur le réseau électrique général et la fréquence F est proportionnelle à la fréquence du réseau. 3/ Outil de coupe perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lampe à éclats est branchée sur un réseau d'alimentation autonome (32), solidaire de l'engin (4) d'actionnement de l'outil. 4/ Outil de coupe perfectionné selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande (20,21) est formée d'une pluralité de bandes successives, correspondant chacune à un matériau déterminé apte à être travaillé par ledit outil. 5/ Outil de coupe perfectionné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande (20,21) est constituée par une succession de barres identiques (25,26), respectivement de couleur claire puis de couleur foncée. 6/ Outil de coupe perfectionné selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil est un trépan (1) et la bande (20) est disposée en anneau sur le haut (10) de la couronne (9) au voisinage du fond (8). 7/ Outil de coupe perfectionné selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil est un trépan (1) et la bande (20,21) est disposée en couronne sur la périphérie (10) du fond circulaire (8). 8/ Outil de coupe perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil est un forêt et la bande est aménagée sur l'attache. 9/ Outil de coupe perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil est une scie et la bande est aménagée sur le corps.