Brevet FR2782465A1 — publié le 20000225

Les matières plastiques sont conditionnées sous forme de granulés fabriqués par des machines à extruder qui produisent des fils à travers une filière à orifices multiples fonctionnant sous l'eau à température élevée. Ces fils sont sectionnés en sortie de filière par des outils tranchants fixés par jeux sur un plateau rotatif, le porte-couteaux, fonctionnant à grande vitesse. Les couteaux ont une épaisseur constante et précise. Ils sont réalisés dans des aciers traités monoblocs (voir par exemple le document EP-A-0 757 933) ou composés de métaux assemblés selon des moyens métallurgiques tels que le brasage, le soudage ou autres procédés isostatiques, limitant le choix des matériaux utilisés et celui des traitements thermiques adaptés à l'association de deux métaux non séparables. Les caractéristiques recherchées pour le corps du couteau sont une dureté adaptée à une bonne résilience avec une limite élastique suffisante pour résister aux efforts de pression sur la filière susceptibles d'occasionner des déformations ou des ruptures en cours de travail. La partie tranchante du couteau nécessite une plus grande dureté alliée à une résistance accrue à l'usure pour réaliser en fonctionnement un auto-affûtage par frottement contre la face de la filière qui comporte des matériaux durs tels que le carbure de tungstène ou de titane, afin de former un fil de coupe permettant de trancher la matière plastique extrudée sous forme de fils pour obtenir des granulés calibrés. A titre d'exemple non limitatif et selon les moyens de fixation sur le porte-couteaux ou selon la matière à granuler, il peut être monté sur un même plateau rotatif ou porte-couteaux un jeu de 4 à 32 couteaux, lesquels ont une durée de vie d'ensemble de 8 jours à plusieurs semaines. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités, par la réalisation de couteaux composés d'éléments démontables et interchangeables, pouvant subir chacun un traitement thermique spécifique. Ainsi la présente invention propose un couteau pour un porte- couteaux d'un dispositif de granulation de matières plastiques, comportant un support destiné à être fixé au porte-couteaux et une lame de coupe fixée en position sur le support, caractérisé en ce que la fixation en position s'effectue par une liaison par serrage, avec possibilité de démontage. Une plus grande variété de matériaux peut entrer dans la composante du couteau et son caractère démontable et interchangeable permet le seul remplacement de la lame de coupe. La partie recevant cette dernière peut supporter un nombre indéfini de montages pouvant réduire sensiblement les coûts de fabrication. Suivant des dispositions préférées, éventuellement combinées: - le support présente une zone de réception de la lame en biais par rapport à une face de référence du support destinée à être appliquée contre le porte- couteaux, la zone de réception formant un coin de butée dans lequel est bloquée la lame après fixation, la liaison par serrage étant effectuée à l'aide d'au moins un moyen de vissage et les trous de réception de ces moyens de vissage dans la lame et le support étant réalisés de telle sorte à chasser la lame vers le coin lors du vissage; - les trous de réception du support sont inclinés par rapport à la face de référence suivant un angle compris entre 0 et 60 ; - chaque moyen de vissage comporte une vis et le couteau est pourvu d'un embrèvement de positionnement de la vis en cours de fixation et/ou en fin de fixation en position, réalisé à une extrémité du trou de réception de la vis ménagé dans la lame, du trou de réception de la vis ménagé dans le support, ou bien à une extrémité de chacun de ces deux trous; - le support est réalisé en acier allié au chrome traité ou durci, tandis que la lame est réalisée en carbure de titane durci ou en acier rapide fritté, traité différemment de l'acier allié au chrome et de manière à lui être complémentaire; - le support présente sous la partie tranchante de la lame un décrochement pour former, après usure de la lame, une zone de moindre usure; - le support possède du côté opposé au décrochement, une pente formant avec la lame une forme hydrodynamique; Selon les fabricants et les types de machines, les diamètres de filières présentent des variantes nécessitant l'emploi de lames de coupe différentes de par leurs formes et longueurs et de vis ou attaches adaptées. La présente invention a également trait au porte-couteaux ou au dispositif de granulation ayant un tel couteau, ainsi qu'à la lame de coupe ou au support en soi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'une filière du dispositif de granulation; - la figure 2 est une vue en coupe partielle de la figure 1 selon A-A, ainsi que d'un porte-couteaux destiné à coopérer avec cette filière; - la figure 3 est une demie-vue de face de ce porte-couteaux; - la figure 4 est une vue en élévation d'un support de couteau conforme à la présente invention; - la figure 5 est une vue de dessus de ce même support; - la figure 6 est une vue en éclaté partielle et à une plus grande échelle d'un couteau conforme à la présente invention et comportant le support des figures 4 et 5; - la figure 7 est une vue en coupe selon A'-A' de la figure 6, à l'état assemblé du couteau; et - la figure 8 est une vue en coupe d'un couteau selon une variante de réalisation. Les figures 1 à 3 facilitent la compréhension du procédé de granulation. A titre d'exemple non limitatif, la figure 1 montre une filière 21 vue de face avec les trous de fixation 22 sur une machine de granulation et les orifices d'extrusion 23 contenant des éléments en carbure de tungstène ou de titane, contre lesquels viennent frotter les lames de coupe 1 fixées sur leurs supports 2 montés sur le plateau rotatif porte-couteaux 19. La figure 2 montre la filière 21 vue de profil en coupe partielle avec le sens d'extrusion de la matière plastique 24 tranchée en sortie 23 par les couteaux, animés d'un mouvement de rotation pour venir tangenter la face de coupe 20 située sur un même axe et former des granulés. Les figures 4 à 7 montrent plus en détails le couteau selon l'invention. Il comporte un support 2 en acier traité (figures 4 et 5) dont le profil rectangulaire s'inscrit dans un rapport hauteur sur épaisseur compris entre 1,5 et 4 et est percé de plusieurs orifices 14 taraudés sur toute ou partie de leur longueur pour contenir des vis de fixation inclinées et non débouchantes 3. Le support comporte également deux orifices 6 de passage de vis pour la fixation du couteau au porte-couteaux 19. Comme montré sur la figure 7, les vis 3 et 3' de fixation de la lame de coupe 1 sur le support 2 sont positionnées à l'oblique suivant un axe (a') qui forme avec une face de référence et de position machine 7 un angle aigu (a) compris entre nul et 60 . Le support 3 possède également en sa partie basse une pente 12 de longueur égale à celle de la lame de coupe 1 pour réaliser avec cette dernière une forme hydrodynamique, pouvant être constituée de facettes pour former un arrondi. Le support 2 comporte aussi sous la partie tranchante 5 de la lame de coupe 1 et sur sa longueur, une partie en retrait 9, élargie ou non sur sa base, de nature à créer, après usure de ladite lame, une zone de moindre usure 9' contre la filière 21. A titre d'exemple non limitatif, le support 2 est réalisé dans des aciers alliés au chrome, tels que les nuances X38CrMo16-1 ou X38CrMoV5, traités pour une dureté exprimée en Rockwel C (HRC) comprise entre 42 et 50 HRC. A titre indicatif et non limitatif, la lame 1 aura une épaisseur de 3 mm, une largeur de 18 mm et une longueur comprise ente 40 mm et 80 mm et sera réalisée dans des matériaux durs, tels que les carbures de titane durcis ou les aciers rapides frittés, traités pour une dureté de 60 à 65 Rockwel C (HRC). A titre d'exemple non limitatif, le couteau assemblé aura une largeur de 13 mm comprise entre la face 7 de référence machine et la face de coupe 5 avec une longueur totale comprise entre 50 mm et 150 mm. La lame de coupe 1 possède des orifices 14' avec embrèvements 15 dont le nombre, la position axiale et l'entraxe correspondent au support 2, notamment pour noyer les vis 3 à tête conique et pour fixer la lame 1 contre un talon 11 du support 2 qui possède une partie centrale en retrait 13 avec une ou deux butées 8, 8' aux extrémités, pour consolider la fixation de ladite lame 1 avec un effet de coin, et positionner celle- ci suivant un angle de coupe (A) compris entre 40 et 60 . Par ailleurs, on observera que les vis 3 sont noyées dans les embrèvements 15 sans dépasser de la face correspondante de la lame 1. Comme on peut encore le voir sur la figure 7, la face du talon 11 contre laquelle vient buter la face d'épaisseur 11' de la lame 1, à l'état assemblé, fait un angle (1) aigu compris entre nul et 50 avec la face de référence 7. En d'autres termes, le support 2 présente une zone de réception de la lame en biais par rapport à la face de référence 7 destinée à être appliquée contre le porte-couteaux et cette zone de réception forme, par l'intermédiaire du talon 1, un coin ou dièdre de butée dans lequel est bloquée la lame 1 après fixation en position. En outre, les trous ou orifices 14, 14' de réception des vis 3 sont réalisés de telle sorte à chasser la lame 1 vers le coin, lors du vissage. En particulier l'axe des orifices 14 forme l'angle aigu (oc) avec la face de référence 7 et les trous 14' sont formés et orientés de façon à ce que, à l'état assemblé, l'axe des vis respecte cet angle (a). La liaison par serrage est ainsi aisée à effectuer et le blocage s'avère sûr. Par ailleurs, les surfaces des embrèvements 15 sont à inclinaison progressive, de manière à rattraper progressivement le jeu entre les têtes coniques des vis 3 et les trous 14' correspondants, afin de positionner la vis en cours de fixation et en fin de fixation. A cet égard, on notera que les embrèvements 15 comportent des surfaces obliques coïncidant, en fin de fixation, avec des surfaces complémentaires des têtes coniques des vis 3. Autrement dit, les vis 3 exercent un effort de serrage ayant tendance à faire glisser la lame de coupe 1 sur une face de soutien 4 de la zone de réception pour être positionnée à l'oblique contre le talon de retenue 11 opposé à la face de coupe ou tranchant 5 et exercer sur ladite lame un effet de coin à l'emplacement de la face 11'. Lors du serrage, les vis subissent schématiquement un déplacement axial de (a) vers (a') facilité par un rattrapage de jeu dans la partie embrevée 16 du support. Selon la variante de la figure 8, le serrage se fait à l'identique à l'aide de vis 3' à tête plate avec rattrapage du jeu entre les vis 3' et les orifices 14' de la lame de coupe 1 au niveau des embrèvements 15'. Plus généralement, on notera que dans d'autres modes de réalisation, le vissage pourra se faire par le dessous de la lame 1. Il pourra par ailleurs être réalisé à l'aide de boulons, dont les écrous pourront être libres ou noyés. Dans ce cas, les trous du support 2 seront traversants et non taraudés. D'autres alliages conviendront également pour la réalisation du support et la lame pourra être réalisée en une autre nuance d'acier pouvant subir un traitement thermique. On pourra également remplacer le vissage par une liaison par serrage du type rivetage. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais englobe toute variante à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Couteau pour un porte-couteaux d'un dispositif de granulation de matières plastiques, comportant un support (2) destiné à être fixé au porte- couteaux et une lame de coupe (1) fixée en position sur le support (2), caractérisé en ce que la fixation en position s'effectue par une liaison par serrage, avec possibilité de démontage. 2. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support présente une zone de réception (4) de la lame (1) en biais par rapport à une face de référence du support destinée à être appliquée contre le porte- couteaux, la zone de réception (4) formant un coin de butée dans lequel est bloquée la lame (1) après fixation, la liaison par serrage étant effectuée à l'aide d'au moins un moyen de vissage (3,3') et les trous de réception (14,14') de ces moyens de vissage dans la lame (1) et le support (2) étant réalisés de telle sorte à chasser la lame vers le coin lors du vissage. 3. Couteau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trous de réception (14) du support (2) sont inclinés par rapport à la face de référence (7) suivant un angle (a) compris entre 0 et 60 . 4. Couteau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque moyen de vissage comporte une vis et en ce qu'il est pourvu d'un embrèvement (15, 16; 15') de positionnement de la vis en cours de fixation et/ou en fin de fixation en position, réalisé à une extrémité du trou de réception (14') de la vis (3,3') ménagé dans la lame (1) du trou de réception (14) de la vis ménagé dans le support (2), ou bien à une extrémité de chacun de ces deux trous (14, 14'). 5. Couteau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support (2) est réalisé en acier allié au chrome traité ou durci, tandis que la lame (1) est réalisée en carbure de titane durci ou en acier rapide fritté, traité différemment de l'acier allié au chrome, et ce de manière à lui être complémentaire. 6. Couteau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (2) présente sous la partie tranchante de la lame (1) un décrochement pour former, après usure de la lame, une zone de moindre usure. 7. Couteau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (2) possède du côté opposé au décrochement, une pente (12) formant avec la lame (1) une forme hydrodynamique. 8. Porte-couteaux ayant au moins un couteau selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Dispositif de granulation de matières plastiques ayant un porte- couteaux selon la revendication 8. 10. Lame de coupe (1) pour un couteau selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comportant au moins un trou de réception (14) d'un moyen de vissage. 11. Support (2) pour un couteau selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comportant une zone de réception de la lame de coupe (1) en biais par rapport à une face de référence (7) du support (2) destinée à être appliquée contre un porte-couteaux, cette zone de réception (14) formant un coin de butée pour la lame (1) après fixation et ayant au moins un trou de réception (14) d'un moyen de vissage.