Brevet FR2733174A1 — publié le 19961025

La présente invention concerne un dispositif pour bloquer une lame de formation de copeaux sur un dis- que ou un tambour rotatif d'une machine de production de copeaux, par utilisation d'un élément de blocage, d'un serre-lame et d'une cale de lame mobiles l'un par rapport à l'autre de manière à appliquer une surface arrière de la lame contre le serre-lame. On utilise des machines de production decopeaux pour produire des copeaux de bois, par exemple à partir de troncs d'arbre, pour la digestion de pâte ou la combus- tion de bois. L'art antérieur est décrit dans le brevet US 4 155 384 qui décrit une machine de production de co- peaux à disque,comportant un disque et des lames. Le bre- vet FI 78 412 décrit une lame inversable et son blocage sur une machine à disque. Pendant la formation des copeaux, une force de séparation des copeaux s'exerce sur la lame, ce qui engen- dre des contraintes de traction locales importantes dans la lame, et il faut donc donner à la structure de lame une épaisseur importante dans la direction de la contrainte de traction. Les lames de production de copeaux sont des piè- ces d'usure et l'augmentation de la quantité de matière des lames entraîne un coût supplémentaire. Dans des con- ditions difficiles,.lar exemple pour la production de copeaux à partir de bois gelé, les lames sont soumises à des ef- forts très grands. Cela peut conduire à la rupture d'une lame, ce qui accroit encore les coûts d'entretien. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients de l'art antérieur et de procurer une lame pour machine de production de copeaux, qui peut être prévue plus mince, dans le sens de son épaisseur, que les lames de l'art antérieur, cette lame étant cependant nettement plus durable en ce qui concerne la cassure. Cet objectif est atteint par un appareil confor- me à l'invention, ledit appareil étant caractérisé en ce 2 que le serre-lame présente des surfaces d'appui contre les- quelles la surface arrière de la lame peut s'appuyer par au moins deux surfaces mutuellement espacées, et en ce que la cale de lame présente une surface d'appui qui est pré- 5 vue pour soumettre une surface avant de la lame à une for- ce agissant entre lesdites surfaces d'appui du serre-lame, pour faire fléchir la lame entre lesdites surfaces d'ap- pui du serre-lame,vers le serre-lame,afin d'engendrer une contrainte de compression dans la partie non supportée d'une surface avant de la lame. D'autres modes préférés de réalisation de l'inven- tion sont indiqués dans les revendications secondaires. Un aspect spécifique d'un dispositif conforme à l'invention est que le premier point d'appui de la sur- face arrière de la lame, à partir de l'arête de la lame, est situé près de l'arête de la lame, et que la longueur libre de la surface avant de la lame, c'est-à-dire la dis- tance entre le premier point d'appui de la surface avant et l'arête de la lame, est grande comparativement à la dis- tance entre le premier point d'appui de la surface arrière de la lame et l'arête de la lame. Ainsi, lorsqu'une force de serrage est exercée sur la lame à l'endroit du premier point d'appui de la surface avant de la lame,ce point d'ap- pui étant situé entre les points d'appui de la surface ar- rière de la lame, la lame fléchit d' une manière telle qu'une contrainte de compression est engendrée du côté de la surface avant de la lame du fait de cette flexion. En même temps,lesdits premiers points d'appui, à partir de l'arête de la lame, du côté avant et du côté arrière de la lame, sont fortement pressés contre la lame. Un dispositif conforme à l'invention peut créer l'effet que les contraintes engendrées par une force de formation de copeau sont réparties sur la grande partie libre de la surface avant et que la force de formation de copeau réduit la contrainte de compression agissant sur la surface avant de la lame mais ne peut pas créer de contrain- tes de traction risquant de détériorer la lame. Une autre caractéristique essentielle est que la force de formation de copeau augmente les forces d'appui agissant sur les points ou surfaces d'appui d'une lame. Comme résultat de ces facteurs, on évite une vibration dangereuse de la la- me et on assure le contact des premiers points d'appui ou surfaces d'appui sur le côté avant et le côté arrière de la lame, ce qui empêche le passage de morceaux de bois en- tre les points d'appui et la lame. Outre les dispositions qui précèdent, l'inven- tion comprend encore d'autres dispositions qui ressorti- ront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexées dans lesquels: la figure 1 représente une lame de machine de production de copeaux de l'art antérieur, avec son élément de blocage; la figure 2 illustre les contraintes qui se pro- duisent dans la lame de la figure 1, pendant le fonction- nement; la figure 3 représente une lame conforme au pre- mier mode de réalisation de l'invention, comportant un élé- ment de blocage, la lame étant desserrée; la figure 4 représente une lame conforme au pre- mier mode de réalisation de l'invention, comportant un élément de blocage, la lame étant serrée; la figure 5 représente une lame conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, la lame étant desserrée; la figure 6 représente une lame conforme au deu- xième mode de réalisation de l'invention, la lame étant ser- rée; la figure 7 représente la solution de la figure 3, la lame étant tenue dans une monture et la lame étant desserrée; la figure 8 représente la solution de la figure 4, la lame étant tenue dans une monture et la lame ét ant ser- rée; la figure 9 représente la solution de la figure , la lame étant tenue dans une monture et étant desser- rée; et la figure 10 représente la solution de la figure 6, la lame étant tenue dans une monture et étant serrée. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La figure 1 illustre le serrage d'une lame inver- sable sur une machine de formation de copeaux à disque, conforme à l'art antérieur. Une lame 1 légèrement en forme de Z est bloquée au moyen d'un élément de blocage 5 sur un disque 4 de machine de production de copeaux, entre un serre-lame 2 et une cale de lame 3. Une force F2 représente la force de serrage de l'élément de blocage 5. Une force F1 représente la direc- tion d'une force de formation de copeau appliquée à la la- me 1 pendant la formation des copeaux, la force étant é- gèrement inclinée par rapport au plan du disque. La lame 1 est immobilisée par des forces qui résultent de la force F2 de l'élément de blocage 5 et qui produisent des for- ces de maintien appliquées à des surfaces d'appui 6,7 et 8. Les surfaces d'appui 6,7 et 8 sont parallèles à des sur- faces coopérantes du serre-lame 2 et de la cale 3. Une surface verticale 9 d'une saillie prévue à l'autre extré- mité du serre-lame 2 transmet au disque 4 et à la cale 3 une composante de la force de formation de copeau F1, cet- te composante étant parallèle au disque 4. La figure 2 illustre les contraintes engendrées par la force de formation de copeau F1 dans la lame 1 lors- qu'on utilise une lame comme représenté sur la figure 1. La lame 1 est pressée, à l'endroit de ses surfaces d'ap- pui 6,7 et 8, entre le serre-lame 2 et la cale 3.La force de formation de copeau F1 engendre une contrainte de traction principale au point 10. La grandeur de la force de formation de copeau F1 varie largement et elle estparti- culièrement élevée lorsqu'on forme des copeaux d'une matière dure, par exemple du bois gelé, de sorte que la lame peut être sujette à vibrer. L'intensité de la vibration peut être telle que la lame peut perdre contact avec sa surface d'appui 8 et se casser, habituellement au point 10. Afin de réduire la contrainte dirigée vers la section transversale de la lame et de supprimer la vibration de la lame, la lame doit être prévue épaisse dans le sens de sa section trans- versale. Les figures 3 à 10 illustrent des mécanismes de maintien d'une lame de formation de copeaux, basés sur l'invention.Les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères que sur les figures 1 et 2. La lame 1 représentée sur les figures 3 et 4 est conçue comme une lame inversable fabriquée en une matière ayant une section t ansversale sensiblement plate. Les élé- ments de blocage de la lame 1 comprennent, comme décrit à propos de la figure 1, un serre-lame 2 et une cale de lame 3 pour serrer la lame 1 entre ces pièces au moyen d'un élément de blocage 5. Le serre-lame 2 présente des surfaces d'appui 11 et 12 contre lesquelles la surface ar- rière 6 de la lame 1 peut s'appliquer par au moins deux surfaces mutuellement espacées 11',12'. Les surfaces 11', 12' sont de préférence situées aux extrémités opposées de la lame 1, de sorte que la lame 1 constitue un élément flé- chi supporté aux extrémités. La cale 3 présente une surfa- ce d'appui 13 qui est prévue pour appliquer, contre une surface avant 14 de la lame 1, une force agissant entre les surfaces d'appui 11,12 du serre-lame 2 de manière à fléchir la lame 1 entre lesdites surfaces d'appui 11, 12 du serre-lame 2, vers le serre-lame 2, d'une manière telle que la partie libre d'une surface avant 16 est soumise à une contrainte de compression. Sur la figure 4, la surface arrière 6 de la lame 1 est alors, dans sa plus grande partie,comprimée contre ou vers un évidement en forme de cuvette défini par les surfaces d'appui 11,12 du serre-lame 2. Ainsi, la surface avant de la lame 1 est soumise à une contrainte de compression. Sur la figure 4, l'évidement en cuvette défini par les surfaces d'appui 11, 12 se trouve dans le serre-lame, mais il est évident que l'évidement peut également être prévu dans la lame 1 elle- même. La distance libre entre la surface d'appui 13 de la cale 3 et une pointe 15 de la lame 1 représente un multiple de la distance mesurée dans la direction de la surface avant 16 de la lame 1 entre la surface d'appui 11 du serre-lame 2 la plus proche de la pointe 15 de la lame 1 et la pointe 15 de la lame 1. Un couple de la force de formation de copeau F1, agissant sur l'arête ou le bout 15 de la lame 1 par rapport à la surface d'appui 11 en butée contre la surface arrière 6 de la lame et la plus proche de l'arête 15 de la lame, devient petit comme résultat de la faible longueur d'un bras de levier. Ce couple est com- pensé par un couple antagoniste engendré au moyen d'une for- ce F4 appliquée par la surface d'appui 13 de la cale 3 à la lame 1, ledit couple antagoniste ayant ainsi un très long bras de couple. Comme résultat de ces rapports de bras de couple, la force de formation de copeau d'une part réduit la contrainte de compression existant sur la surface avant 16 de la lame 1 et, d'autre part, accroit les forces de maintien F3,F4 entre la lame 1 et les surfaces d'appui 11 et 13, ces deux actions contribuant à maintenir la lame sans dommage. Près de la surface d'appui 13 de la cale 3, la lame 1 présente un épaississement 17 de la surface avant libre 16 de la lame 1. L'épaississement ou renflement 17 a pour but d'empêcher les copeaux de rencontrer la cale 3 à la jonction de la surface avant 16 de la lame 1 et de la cale, et donc d'éroder l'endroit considéré. Une surface de glissement 21 présentée par la lame 1 ne nécessite pas de surépaisseur quelconque, pourvu qu'une surface supérieu- re 22 présentée par le serre-lame 2 soit agencée, comme re- présenté sur la figure 4, d'une manière telle que les bû- ches qui se déplacent éventuellement le long de la surface de glissement 21 ne rencontrent pas un angle entre la su- face supérieure 22 et la surface d'appui 11. La lame 1 représentée sur les figures 5 et 6 est conçue comme une lame inversable fabriquée en une matière ayant une section transversale légèrement en forme de Z. Les éléments de blocage de la lame 1 comprennent, comme dé- crit à propos de la figure 1, un serre-lame 2 et une cale de lame 3 pour bloquer la lame 1 entre ces pièces au moyen d'un élément de blocage 5. C'est du fait de la forme de la lame 1 que la forme du serre-lame 2 et de la cale 3 diffè- re naturellement dans une certaine mesure de la solution représentée sur les figures 3 et 4. La surface avant 16 de la lame 1 est constituée par la surface d'une partie sor- tante l9du profil en Z s'étendant à partir d'une région centrale 18 du profil en Z. La lame 1 à section transver- sale en Z est conçue et bloquée d'une manière telle que les forces de serrage de la lame 1 tendent à redresser la dite lame 1 ou, autrement dit, à augmenter un angle i en- tre la partie sortante 19, qui constitue la lame effective 1, et la partie centrale 18. La solution de blocage pour une lame en Z du type représenté sur les figures 5 et 6 diffère de celle d'une lame droite du type représenté sur les figures 3 et 4, prin- cipalement comme indiqué ci-après. Le serre-lame 2 présente des surfaces d'appui 11,12 qui définissent ensemble un angle ( qui est plus grand que l'angle i entre la partie sortante libre 19 et la partie centrale 18 de la lame 1. De ce fait, au stade initial du serrage, il y a deux contacts linéaires aux extrémités 23,24 des ailes 18,19 de l'angle (. En ce qui concerne sa surface opposée, la lame 1 est initialement bloquée au moyen d'un contact linéaire entre une surface d'appui 13 de la cale 3 et un angle 25 défini entre la partie sortante 19 et la partie centrale 18 de la lame 1, ledit contact linéaire se développant, au fur et à me- sure que le blocage progresse, en un contact de plus gran- de surface lorsque l'angle Z s'approche de l'angle &. Afin d'obtenir un blocage de lame sûr, le serre- lame 2 présente une surface supplémentaire 26 pour une deuxième partie sortante 28 de la lame 1, et la cale 3 pré- sente une surface supplémentaire 27. Ces surfaces sont de préférence configurées,en désaccord avec la figure 5,de sor- te que les surfaces supplémentaires 26,27 font fléchir la dite deuxième partie sortante d'une manière telle que l'an- gle entre une partie centrale 18 et ladite deuxième par- tie sortante 28 diminue lorsque la lame 1 est pressée en position. Cela assure que la lame est placée avec une pré- cision suffisante, d'une manière telle que la surface avant 16 de la lame 1 est suffisamment en saillie pour empêcher les copeaux qui glissent le long de cette surface de ren- contrer la surface d'appui 13 de la cale 3 et donc d'éroder cette dernière. Lorsque la lame 1 est bloquée, une force d'appui entre le serre-lame 2 et la lame 1 est maximale à un point 23 de la lame 1. Lorsqu'on s'éloigne dudit point 23, le con- tact de la lame 1 avec le serre-lame 2 diminue d'une ma- nière telle que, près de la partie fléchie, au sommet de l'angle o, il peut y avoir un petit intervalle entre la lame 1 et le serre-lame 2. Ainsi, pour être absolument pré- cis, la flexion d'une lame se produisant pendant le blo- cage d'une lame ne provoque pas une flexion de la lame d'une manière exactement plane mais, puisque la lame est en une matière flexible, la surface d'appui de la lame prend la forme d'un plan légèrement courbe, incluant le point 23 qui est, comme déjà indiqué, en contact le plus serré avec sa surface de butée du serre-lame 2. Comme résultat de ce qui précède, la force de formation de copeau F1 variant rapidement n'engendre pas de vibration dangereuse de la lame ni de disparition du contact de la lame avec la surface du serre-lame aupoint 23. La condition de contrainte de lalame, engendrée par la mise en tension préalable, est telle qu'elle compense les contraintes engendrées par la force de formation de copeau F1 sur la surface 16 et que la lame est soumise à une fai- ble valeur de contrainte maximale. Pour les raisons ci- dessus, on peut prévoir une lame conforme à l'invention sensiblement plus mince et obtenir encore, en ce qui con- cerne la cassure de la lame, une fiabilité nettement amé- liorée par rapport aux solutions de l'art antérieur. Ainsi, une lame conforme à l'invention est moins coûteuse que les lames de l'art antérieur et les coûts d'entretien des lanms (machines de production de copeaux) sont réduits, avec moins de cassures de lame. Les figures 7 à 10 illustrent encore un autre mode préféré de réalisation de l'invention, qui est configuré de sorte que le serre-lame comprend un élément de corps 2' et un serre-lame 2, la cale de lame comprend un élément de corps 3' et une cale 3, et le serre-lame 2 et la came 3 ainsi qu'une lame 1 tenue entre ces pièces constituent une monture qui forme un ensemble unitaire et peut se mon- ter entre l'élément de corps 2' du serre-lame et l'élément de corps 3' de la cale. Lorsqu'on utilise une monture, on peut exécuter d'une manière simple l'usinage de précision des surfaces présentées par le serre-lame 2 et la cale 3 et venant s'appliquer contre la lame l.Les surfaces entre la monture et l'élément de corps 2', et entre la monture et l'élément de corps 3', sont de préférence des surfaces planes droite. La monture présente au moins une surface de guida- ge 20 pour placer la monture d'une manière réglée entre l'é- lément de corps 2' du serre-lame et l'élément de corps 3' de la cale, et pour appliquer une force de compression à la monture par l'intermédiaire des éléments de corps 2' et 3'. Ainsi, une monture assemblée en un bloc unitaire à l'extérieur de la machine de production de copeaux, au mo- yen de vis 30, d'une manière connue en elle-même (figure 9), peut être mise en place rapidement et exactement, après quoi le blocage de la monture et la flexion d'une lame dans la monture sont effectués au moyen d'un élément de blocage 5. Le serre-lame 2 et la cale de lame 3 de la monture présentent des surfaces 29 et 30 de guidage mutuel, les dites surfaces guidant la cale 3 et le serre-lame 2 l'un par rapport à l'autre d'une manière telle que, par pres- sion de la cale 3 et du serre-lame 2 de la monture entre les surfaces planes des éléments de corps de lacale et du serre-lame 3' et 2', les surfaces d'appui présentées par le serre-lame 2 et la cale 3 de la monture et en butée contre la lame engendre une force requise pour bloquer la lame et créer une contrainte de flexion dans la lame. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisa- tion et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite, elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la pré- sente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de blocage d'une lame de formation de copeaux (1) sur un disque ou un tambour rotatif (4) d'une machine de production de copeaux, par utilisation d'un élément de blocage (5), d'un serre-lame (2) et d'une cale de lame (3) mobiles l'un par rapport à l'autre pour supporter une surface arrière (6) de la lame (1) contre le serre-lame (2), caractérisé en ce que le serre-lame (2) présente des surfaces d'appui (11,12) contre lesquelles la surface arrière (6) de la lame (1) peut s'appuyer par au moins deux surfaces mutuellement espacées (11',12'), et en ce que la cale (3) présente une surface d'appui (13) qui est prévue pour soumettre une surface avant (14) de la lame (1) à une force agissant entre lesdites surfaces d'appui (11,12) du serre-lame (2) pourcréer une flexion de la lame (1) entre lesdites surfaces d'appui (11, 12) du serre-lame (2), vers le serre-lame (2), afin d'engendrer une contrainte de compression dans la partie non supportée d'une surface avant (16) de la lame (1). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la distance libre entre la surface d'ap- pui (13) de la cale (3) et une arête (15) de la lame (1) est un multiple de la distance mesurée dans la direction de la surface avant (16) de la lame (1) entre la surface d'appui (11) du serre-lame (2) la plus proche de l'arête (15) de la lame (1) et l'arête (15) de la lame (1). 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame (1) est conçue comme une lame inversable fabriquée en une matière ayant une section transversale sensiblement plate. 4.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame (1) est conçue comme une lame inversable fabriquée en une matière ayant une sec- tion transversale légèrement en forme de Z. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que la surface avant (16) de la lame (1) est constituée par la surface d'une partie sortante (19) du profil en Z s'étendant à partir d'une partie centrale (18) du profil en Z. 6.- Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ceque la lame (1) à section transversale en Z est conçue et bloquée d'une manière telle que les for- ces de serrage de lalame (1) redressent ladite lame (1) ou, autrement dit, augmentent un angle i entre la partie sortante (19), qui constitue la lame effective (1), et la partie centrale (18). 7.- Dispositif suivant une quelconque des reven- dications 4 à 6, caractérisé en ce que la lame (1) à sec- tion transversale en Z est conçue et bloquée d'une maniè- re telle que les forces de serrage de la lame (1) agis- sent, par l'intermédiaire de surfaces d'appui (26 et 27), pour réduire un angle entre la partie centrale (18) de la lame et une partie sortante (28) qui reste à l'intérieur du dispositif. 8.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame (1) comporte une surépaisseur (17) adjacente à la surface d'appui (13) de la cale (3) sur la surface avant libre (16). 9.- Dispositif suivant une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que le serre-lame com- prend un élément de corps (2') et un serre-lame (2), la cale de lame comprend un élément de corps (3') et une cale de lame (3), et le serrelame (2) et la cale (3) ainsi que la lame (1) tenue entre ces pièces sont conçus comme une monture qui constitue un ensemble unitaire et peut être tenue entre l'élément de corps (2') du serre-lame et l'élément de corps (3') de la cale. 10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la monture présente au moins une sur- face de guidage (20) pour placer la monture d'une manière réglée entre l'élément de corps (2') du serre-lame et l'élément de corps (3') de la cale, et pour appliquer une force de compression à la monture par l'intermédiaire des éléments de corps (2' et 3'). 11.- Dispositif suivant la revendication 9 ou , caractérisé en ce que le serre-lame (2) et la cale (3) de la monture présentent des surfaces de guidage mu- tuel (29 et 30), lesdites surfaces guidant la cale (3) et le serre-lame (2) l'un par rapport à l'autre d'une ma- nière telle que, par pression de la cale (3) et du serre- lame (2) de la monture entre les surfaces planes des élé- ments de corps de la cale et du serre-lame (3' et 2'), les surfaces d'appui du serre-lame (2) et de la cale (3) de la monture, en butée contre la lame, produisent une force requise pour bloquer la lame et une contrainte de flexion de la lame.