Brevet FR2716830A1 — publié le 19950908

La présente invention concerne un outil rotatif de déchiquetage utilisé sur les machines de façonnage de panneaux de particules et plus particulièrement les panneaux stratifiés comportant un revêtement de surface très dur. Ces panneaux subissent généralement une première opération de découpe avec une légère surcôte puis une seconde opération de finition sur une façonneuse avec des outils appropriés pour éviter la formation d'éclats au niveau des arêtes lorsque le revêtement de ces panneaux est un revêtement très dur du type connu sous le nom de mélamine. Généralement, l'opération de façonnage des panneaux pour leur mise à la côte finale consiste à déchiqueter la surcôte préservée de chaque côté du panneau, sur ses flancs, au moyen de deux opérations consécutives d'usinage par le biais d'outils identiques disposés l'un derrière l'autre ; le premier outil étant positionné pour déchiqueter le flanc dudit panneau sur une hauteur légèrement supérieure à la moitié de son épaisseur, le second outil travaille de façon consécutive pour déchiqueter le reste de la surcôte. L'invention propose un outil qui permet une attaque progressive des flancs du panneau de façon à améliorer la qualité de l'arête du revêtement. Cette attaque progressive évite les chocs et permet également de réduire le bruit. La présente invention propose également un outil qui offre une meilleure répartition des efforts de coupe. En effet, les efforts de coupe sont différents au niveau du coeur du panneau qui est constitué de particules de bois agglomérées et en surface où le revêtement est extrêmement dur et cassant. La gestion de l'usure des outils est de ce fait, extrêmement complexe. L'invention propose de remédier à ces différents problèmes au moyen d'un outil en forme d'assiette dont l'axe de rotation est incliné par rapport au plan du panneau, coupant ce plan à l'extérieur dudit panneau, du côté de l'outil, lequel outil comporte des plaquettes de déchiquetage et des plaquettes de finition, dont les arêtes de coupe respectives s'inscrivent dans des couronnes distinctes ; l'angle d'inclinaison de l'outil et l'angle d'attaque des plaquettes de déchiquetage sont tels que ces dernières éliminent d'abord les particules du panneau puis le revêtement dur en le déchiquetant, alors que les plaquettes de finition usinent véritablement ledit revêtement en dressant le flanc. Selon une disposition préférentielle de l'invention, les arêtes des plaquettes de finition sont situées dans une couronne quasi-tronconique dont le demi-angle au sommet est complémentaire de l'angle entre l'axe de rotation de l'outil et le plan du panneau, lequel sommet est également situé du côté du panneau à usiner. Selon une autre disposition préférentielle de l'invention, les arêtes des plaquettes de déchiquetage sont disposées dans une enveloppe en forme de couronne tronconique dont le demi-angle au sommet est de l'ordre de 20 , compris entre 0 et 300, lequel sommet se situe du côté du panneau à usiner. Toujours selon l'invention, les deux couronnes sont adjacentes et possèdent un cercle commun qui correspond à l'arête externe des plaquettes de finition et à l'arête interne des plaquettes de déchiquetage. Toujours selon l'invention, les plaquettes de finition sont du type plaquettes à jeter dont l'arête au moins est en matériau du type polycristallin de diamant ; les plaquettes de déchiquetage sont des plaquettes à jeter en matériau du genre carbure de tungstène. Selon une autre disposition préférentielle de l'invention, l'outil comporte deux rangs de plaquettes de déchiquetage, décalés angulairement, occupant l'espace entre deux plaquettes de finition, les plaquettes de chaque rang sont décalées axialement pour permettre une grande largeur de coupe et éliminer des surcôtes importantes. Toujours selon l'invention, l'angle d'attaque des plaquettes de finition est de l'ordre de -200 et l'angle de coupe de l'ordre de 12". Selon une autre disposition de l'invention, l'angle d'attaque des plaquettes de déchiquetage est de l'ordre de +20 alors que l'angle de biais est nul, c'est-à-dire que ces plaquettes sont orientées parallèlement à l'axe de l'outil. L'invention concerne également la machine de façonnage qui comporte les outils préalablement détaillés. Cette machine de façonnage comporte au moins deux paires ou couples d'outils, chaque couple étant disposé pour usiner ou déchiqueter un flanc du panneau, ledit couple étant constitué de deux outils rotatifs rigoureusement identiques, décalés longitudinalement et dont les axes de rotation sont perpendiculaires au sens d'avancement du panneau, et aux flancs å usiner, et inclinés d'un angle complémentaire à celui formé par les arêtes des plaquettes de finition par rapport audit axe de rotation, lesdits axes de rotation coupant virtuellement le plan du panneau à usiner en-dehors de ce dernier, du côté dudit couple. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante en relation avec les dessins annexés donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 représente une vue partielle en bout, d'un panneau à façonner, comportant une surcôte - la figure 2 représente la première opération d'usinage du flanc du panneau pour éliminer la partie supérieure de la surcôte - la figure 3 représente l'outil de la figure 2, vu de face, en train d'usiner le panneau, lequel panneau est représenté en traits mixtes fins - la figure 4 représente la deuxième opération d'usinage de la surcôte pour finir le flanc du panneau en éliminant la partie inférieure de la surcôte - la figure 5 représente un panneau en cours de façonnage au moyen des couples d'outils disposés de chaque côté, sur les flancs - la figure 6 représente de façon schématique vue de dessus, la position des différents outils - la figure 7 représente, de façon schématique, une section radiale d'une moitié de l'outil, montrant le positionnement des plaquettes de finition et de deux plaquettes de déchiquetage ; ces plaquettes sont montrées dans un même plan - la figure 8 illustre les moyens de positionnement desplaquettes de finition pour caler leur arête supérieure d'une façon précise - la figure 9 est une section selon 9-9 de la figure 8 - la figure 10 illustre les moyens de positionnement et de calage des plaquettes de déchiquetage dont l'arête inférieure doit correspondre à l'arête supérieure des plaquettes de finition - la figure 11 est une section selon 11-11 de la figure 10. La figure 1 représente une portion d'un panneau 1 constitué de particules agglomérées par exemple, qui comporte sur ses deux faces un revêtement 2 en matériau fragile et/ou relativement dur du genre mélamine. Le flanc 3 du panneau 1 comporte une surcôte 4 délimitée par le trait d'axe 5. Cette surcôte est de l'ordre de quelques millimètres pouvant atteindre 1 ou 2 cm. La figure 2 illustre de façon partielle, un outil 6 centré sur un axe de rotation 7, lequel outil usine une partie de la surcôte 4 du panneau 1. En fait, l'outil travaille le flanc sur une hauteur qui est légèrement supérieure à la moitié de l'épaisseur du panneau. Cet outil 6 se présente sous la forme d'un plateau circulaire ou assiette, dont la périphérie est équipée de plaquettes d'usinage. L'outil 6 selon l'invention comporte deux types de plaquettes disposées à des niveaux différents qui apparaissent également figure 3. On trouve des plaquettes 10 de déchiquetage et des plaquettes 11 de dressage et de finition. Pour schématiser, on peut dire que les plaquettes 10 de déchiquetage sont disposées à la périphérie 12 de l'assiette alors que les plaquettes 11 de finition sont situées sur la bordure intérieure. La figure 3 montre partiellement l'outil 6 vu de face c'est-à-dire vu du côté où se situent les plaquettes de finition 11. L'arête de coupe de ces plaquettes de finition 11, est située entre les cercles 14 et 15 représentés en traits mixtes fins ; le cercle 14 étant le petit cercle disposé à l'intérieur du cercle 15, lesquels cercles sont centrés sur l'axe 7 de l'outil 6. L'arête de coupe des plaquettes 10 de déchiquetage, est disposée entre le cercle 15 et le cercle 16 qui enveloppe ledit cercle 15. On remarque, figure 3, deux rangées de plaquettes 10 : - une rangée de plaquettes 101 collées au cercle 15 et - une rangée de plaquettes 102 collées au cercle 16. Les plaquettes 10, qui sont des plaquettes classiques en carbure de tungstène du type à jeter ont une forme carrée. La longueur de leurs côtés est de 12 mm. Pour accroitre la capacité de déchiquetage de l'outil, on prévoit de monter deux plaquettes de déchiquetage 10 décalées à la fois longitudinalement et angulairement comme représenté figure 3. L'arête de coupe des plaquettes 10 s'inscrit dans une couronne 17 délimitée par les cercles 15 et 16. L'arête de coupe des plaquettes de finition 11 s inscrit dans une autre couronne 18 adjacente, délimitée par les cercles 14 et 15. Le cercle 15 est un cercle commun aux deux couronnes 17 et 18. Il passe par l'angle extérieur des plaquettes de finition Il et par l'angle intérieur des plaquettes de déchiquetage 101. L'outil 6 tourne autour d'un axe 7 qui se situe par exemple dans un plan perpendiculaire au flanc 3 du panneau 1 ou du sens d'avancement de ces panneaux, et cet axe 7 est par ailleurs incliné par rapport au plan du panneau, d'un angle P de l'ordre de 15Q, qui permet une attaque progressive de la surcôte 4. Cet angle est v choisi en fonction du diamètre de l'outil. Cet angle de 15 convient pour un outil dont le diamètre est compris entre 200 et 300 millimètres. De ce fait, les arêtes de coupe des plaquettes de finition 11 s inscrivent dans une couronne 18 de forme quasi-tronconique dont le demi-angle au sommet F est de 750, c'est-à-dire un angle complémentaire à l'angle P. Ces plaquettes de finition 11 ont un angle d'attaque a négatif de l'ordre de 200 compte-tenu du sens de rotation R mentionné figure 3. Elles ont de plus un angle de coupe c de l'ordre de 12", qui apparait plus loin figure 9. Du fait de leur angle d'attaque, les arêtes de coupe des plaquettes de finition s inscrivent dans un tronc d'hyperboloide de révolution. Les arêtes de coupe des plaquettes de déchiquetage 12 s'inscrivent dans une enveloppe en forme de couronne 17 tronconique dont le demi-angle au sommet D est de l'ordre de 200, qui permet là aussi une attaque progressive de la surcôte 4. Cependant, cet angle D peut être choisi dans une plage de O à 30 par exemple. Ces plaquettes de déchiquetage 10 ont un angle d'attaque a positif de l'ordre de 200 avec un angle de biais qui est nul, comme montré plus loin figure 11. La figure 4 présente le plateau 1 de façon partielle et un second outil 6, strictement identique à l'outil présenté figure 2, mais dans une position permettant de terminer l'usinage du flanc 33 dudit panneau 1. Le flanc 33 est dressé au moyen de deux opérations successives menées par deux outils 6 identiques dont le premier représenté figure 2 élimine une bonne moitié de la surcôte 4 alors que le second outil représenté figure 4, élimine la portion restante, laissée par l'outil précédent. Les outils 6 sont donc disposés par paires ou couples de chaque côté du panneau 1, comme représenté figure 5. Les outils formant un couple disposés d'un même côté, interviennent pour dresser en une seule opération le flanc 33 du panneau 1. Chaque outil est incliné d'un angle P de l'ordre de 15 par rapport au plan du panneau 1. Les axes de rotation 7 des différents outils coupent virtuellement le plan du panneau 1 derrière les outils. La figure 6 représente, schématiquement, en vue de dessus, la disposition des outils sur une façonneuse permettant l'opération de préparation du panneau 1. La flèche A indique le sens d'avancement du plateau. La surcôte 4 apparait au niveau de la partie amont du plateau 1 c'est-à-dire au niveau de la partie non encore travaillée. Cette surcôte 4 est partiellement éliminée au moyen de la première série d'outils 61 disposés de chaque côté du plateau ; cette première série d'outils 61 exécute un travail de finition de l'arête supérieure du plateau et d'une partie du flanc 33. Derrière cette première série d'outils 61 on trouve une deuxième série d'outils 62 qui termine l'enlèvement de la surcôte 4 et réalise la finition de l'arête inférieure du plateau et de l'autre partie du flanc. On remarque que les outils 61 et 62 exécutent un travail d'une manière consécutive et que le plateau 1 sort de la façonneuse avec sa côte C définitive. La figure 7 représente une moitié de l'outil, en coupe radiale avec une illustration de la trace des plaquettes, aussi bien des plaquettes de déchiquetage 10 que des plaquettes de finition 11. On remarque la présence des deux plaquettes de déchiquetage 10 à savoir la plaquette 101 dont un angle est commun avec l'angle supérieur de la plaquette de finition 11 et la plaquette 102. Pour obtenir, avec une grande précision, une confidence entre les angles des plaquettes 11 et 101, c'est-à-dire pour les positionner sur un même cercle qui correspond au cercle 15 de la figure 3, on a illustré figures 8 et 10 les moyens de positionnement de ces plaquettes. La figure 8 présente les moyens de positionnement de la plaquette de finition 11. Cette plaquette 11 est positionnée dans une gorge 21 dont le fond 22 fait un angle F de 15 par rapport à la face avant 23 de l'outil. Cet angle F correspond à l'angle d'inclinaison de l'outil par rapport au plan du panneau. La distance entre l'arête supérieure 24 de la plaquette 11 et l'axe 7 de l'outil est fixée au moyen d'une cale 25 immobilisée par tout moyen approprié sur un méplat 26 aménagé à la périphérie de l'outil 6, lequel méplat 26 est perpendiculaire au fond 22 de la gorge 21 qui reçoit la plaquette 11. On a représenté par un trait d'axe 27, la vis de fixation de la cale 25. La plaquette 11 est une plaquette dont la hauteur est par exemple de tordre de 8 mm. Elle comporte une arête en matériau du genre polycristallin de diamant, alors que le reste du corps de la plaquette est en carbone de tungstène par exemple. On a représenté figure 10 les moyens de calage de la plaquette de déchiquetage 101, qui permettent de positionner son angle intérieur 28 sur la trace de l'angle supérieur 24 de la plaquette de finition 11. Cette plaquette 101 est positionnée dans une gorge 29 dont le fond 30 fait un angle D de 20" par rapport à l'axe 7 de l'outil. La plaquette 101 est positionnée au moyen d'une cale 31 qui est immobilisée sur un méplat 32 perpendiculaire au fond 30 de la rainure 29 qui accueille la plaquette 101. Un trait d'axe 33 représente la vis d'assemblage de la plaquette 31 sur le corps de l'outil 6. Les différentes plaquettes sont immobilisées de façon classique dans les gorges 21 et 29. Ces moyens apparaissent partiellement figures 9 et 11. Comme signalé précédemment, la plaquette Il a un angle d'attaque négatif de 20 alors que les plaquettes de déchiquetage 10 ont un angle d'attaque positif de 20 . De plus, comme représenté respectivement figures 9 et 11, les plaquettes 11 ont un angle de coupe c de l'ordre de 12" alors que les plaquettes de déchiquetage 10 ont un angle de biais qui est nul ; ces dernières sont disposées dans un plan qui est parallèle à l'axe 7 de l'outil. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Outil rotatif de déchiquetage et de dressage des flancs d'un panneau de particules agglomérées dont les deux faces comportent un revêtement fragile et/ou dur, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une assiette et en ce qu'il comporte des plaquettes de déchiquetage (10) et des plaquettes de finition (11) dont les arêtes de coupe respectives coincident avec des couronnes (17, 18) centrées sur l'axe (7) de l'outil, lequel outil est conçu pour travailler en ayant son axe de rotation incliné par rapport au plan dudit panneau ; l'angle d'inclinaison (P) de l'outil et l'angle d'attaque desdites plaquettes de déchiquetage sont tels que ces dernières éliminent d'abord les particules du panneau puis le revêtement dur en le déchiquetant alors que les plaquettes de finition (11) réalisent un véritable usinage dudit revêtement en dressant le flanc (33) dudit panneau. 2.- Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couronnes (17 et 18) sont adjacentes et possèdent un cercle (15) commun qui correspond à l'arête externe (24) desdites plaquettes de finition (11) et à l'arête interne (28) desdites plaquettes de déchiquetage (10). 3.- Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les arêtes des plaquettes de déchiquetage (10) sont disposées dans une enveloppe en forme de couronne (17) tronconique dont le demi angle au sommet (D) est de l'ordre de 20o, compris entre O et 30o, lequel sommet se situe du côté du panneau à usiner. 4.- Outil selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les arêtes des plaquettes de finition (11) sont inscrites dans une couronne (18) quasi-tronconique, dont le demi-angle au sommet (F) est complémentaire de l'angle (P) entre l'axe de rotation (7) et le plan du panneau. 5.- Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux rangs de plaquettes de déchiquetage (10), décalés angulairement et occupant l'espace entre deux plaquettes de finition, afin d'accroitre la capacité de déchiquetage de la surcôte d'un panneau. 6.- Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des plaquettes de finition (11) dont l'arête est réalisée en matériau du type polycristallin de diamant, lesquelles plaquettes sont du type jetables et sont positionnées sur l'outil avec un angle d'attaque de l'ordre de -200 et un angle de coupe de l'ordre de 12". 7.- Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des plaquettes de déchiquetage (10) du type jetables en carbure de tungstène dont l'angle d'attaque est de l'ordre de +200 et dont l'orientation est parallèle à l'axe (7) de l'outil. 8.- Machine de façonnage des flancs de panneaux de particules agglomérées, dont les deux faces comportent un revêtement fragile et/ou dur, utilisant des outils selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux paires ou couples d'outils, chaque couple étant disposé pour usiner un flanc du panneau, ledit couple étant constitué de deux outils (61, 62) strictement identiques, décalés longitudinalement,et dont les axes de rotation (7) sont d'une part,perpendiculaires au sens d'avancement du panneau (1) et, d'autre part, inclinés d'un angle complémentaire à l'angle formé par les arêtes des plaquettes de finition (11) par rapport audit axe de rotation, ledit axe coupant virtuellement le plan du panneau en-dehors de ce dernier, derrière lesdits outils.