Brevet FR2819442A1 — publié le 20020719

OUTIL DE COUPE SOUPLE La présente invention se rapporte au domaine des outils de coupe, plus particulièrement des outils de coupe souples comportant un support flexible filiforme qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante. On connaît des outils de coupe de type fil abrasif, par exemple obtenus par trempage d'un fil métallique d'une longueur déterminé, faible en général, dans un récipient contenant des éléments abrasifs qui vont se fixer sur la surface du fil. Un tel procédé de fabrication limite la longueur de fil abrasif que l'on peut obtenir, en particulier par les dimensions du récipient de trempage, conférant à de tels fils abrasifs un usage particulier limité, notamment à des scies à mouvements alternatifs de longueur de coupe réduite. En outre, le fil abrasif obtenu par trempage n'autorise qu'un recouvrement total de la surface de l'âme du fil, ce qui peut entraîner dans certains cas des problèmes d'évacuation de la matière enlevée et de chauffage du fil. Enfin, la vitesse de coupe reste faible, et le coût d'un tel outil abrasif élevé. La présente invention propose un outil de coupe souple qui permet de pallier ces inconvénients, et d'apporter d'autres avantages. Plus précisément, elle consiste en un outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, comportant une pluralité d'éléments rigides solidaires du support flexible filiforme, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments rigides comporte au moins une arête tranchante frontale se développant dans l'espace entourant le support flexible filiforme. L'utilisation d'une arête tranchante frontale permet de couper la matière au lieu de l'user par frottement comme cela est le cas avec des fils abrasifs. Ainsi, chaque élément rigide avantageusement fixé de manière rigide sur le support flexible porte au moins une arête tranchante frontale permettant d'usiner la matière à la manière d'un outil coupant. L'élément rigide de coupe agit non plus par sa surface latérale qui frotte contre la matière à couper, mais agit par sa face frontale qui présente une arête de coupe. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite arête tranchante se développe dans l'espace entourant le support flexible filiforme, sur un des éléments rigides au moins. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits éléments rigides sont espacés selon un pas déterminé le long du support flexible. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'outil de coupe suivant l'invention, lesdits éléments rigides adoptent respectivement une surface extérieure longitudinale engendrée par une droite qui se déplace parallèlement à une direction fixe en s'appuyant sur une ligne déterminée, ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première et une deuxième surfaces transversales d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide et au moins la première surface d'extrémité de ce dernier. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'outil de coupe suivant l'invention, ladite direction fixe est donnée par l'axe longitudinal du support flexible, et lesdits éléments rigides comportent respectivement une première et une deuxième arêtes tranchantes constituées par les lignes d'intersection entre la surface extérieure longitudinale d'un élément rigide et les première et deuxième surfaces d'extrémité de ce dernier, respectivement. Ainsi, l'outil de coupe présente deux sens de coupe, selon la direction du support, grâce aux deux arêtes tranchantes des éléments rigides. Selon une autre caractéristique, lesdites première et deuxième surfaces transversales sont parallèles entre elles, et perpendiculaires à l'axe longitudinal du support flexible. Selon une autre caractéristique, lesdits éléments rigides adoptent respectivement une surface extérieure longitudinale comportant une forme conique, ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première et une deuxième surfaces transversales d'extrémité, ladite première surface d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide et la première surface d'extrémité de ce dernier. Une telle forme d'élément rigide est plus particulièrement adaptée pour la coupe de matériaux non abrasifs, par exemple des matériaux que l'on rencontre dans le domaine de l'agro-alimentaire, comme les produits surgelés. Selon une autre caractéristique, deux éléments rigides successifs sont décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible. Ainsi, la section frontale de coupe peut être répartie sur plusieurs éléments rigides, un élément rigide assumant seulement une partie de l'arête tranchante définissant la section frontale de coupe. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit de plusieurs exemples de modes de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatifs. La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon-l'invention. La figure 2 est une vue de bout, suivant la direction F, de l'exemple selon la figure 1. La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon-l'invention. La figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un troisième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention. La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un quatrième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention. La figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un cinquième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention. Les figures 7 à 12 représentent en vue de bout six exemples de modes de réalisation d'une partie de l'outil de coupe souple selon l'invention. L'outil de coupe souple représenté sur les figures 1 et 2 comporte un support flexible filiforme 1, qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides 2 solidaires du support flexible filiforme 1, comportant respectivement une première 3 et une deuxième 12 arêtes tranchantes frontales se développant dans l'espace 4 entourant le support flexible filiforme. Le support flexible filiforme 1 peut être en tout matériau souple, résistant en traction à l'effort de coupe qui doit être fourni, par exemple un câble métallique comme représenté, ou un cordage tressé en fibres aramides ou analogue. Le matériau du câble devra être résistant à l'usure en fonction du matériau coupé. Lorsque le matériau coupé est abrasif, par exemple de la brique ou du papier, le câble sera de préférence un câble métallique mono-toron, moins souple qu'un câble multi-torons, mais plus résistant. L'incidence d'utilisation d'un câble mono-toron réside principalement dans le rayon minimal de courbure d'un tel câble, qui est plus grand que celui d'un câble multi-torons. Lorsque le matériau coupé n'est pas, ou est moins, abrasif, pur exemple comme des produits alimentaire congelés, le support flexible filiforme pourra être un câble métallique multi-torons, permettant ainsi l'utilisation de poulies d'entraînement d'un diamètre plus faible, et ainsi l'obtention d'une machine à couper d'un volume plus réduit, jusqu'à celui d'un appareil ménager par exemple. Les éléments rigides 2 sont réalisés en métal, acier pour outil de coupe par exemple, ou en céramique selon la dureté de la matière à couper. Les éléments rigides peuvent par exemple être fabriqués à partir d'un tube métallique tronçonné en morceaux de longueur correspondante à celle d'un élément rigide, puis enfilé sur le support, ou d'une plaque métallique de longueur équivalente à la longueur de l'élément rigide et d'une largeur correspondant environ à la circonférence du support flexible filiforme, puis enroulée autour de ce dernier, comme expliqué plus loin. Les éléments rigides 2 peuvent avantageusement subir un traitement thermique avant leur association avec le support, par exemple une trempe afin d'augmenter leur résistance à l'usure. Les éléments rigides 2 sont associés respectivement au support flexible filiforme 1 avantageusement par tout moyen connu, de préférence par une liaison totale rigide, obtenue par exemple par collage ou par frottement. La liaison par frottement peut notamment être obtenue par sertissage. Les éléments rigides 2 sont espacés le long du support flexible 1 selon un pas 5 déterminé, par exemple un pas variable, ou un pas constant comme représenté sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, les éléments rigides 2 adoptent respectivement une surface extérieure 6 longitudinale engendrée par une droite 7 qui se déplace parallèlement à une direction fixe 8 en s'appuyant sur une ligne déterminée 9, la surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première 10 et une deuxième 11 surfaces transversales d'extrémité, les première 3 et deuxième 12 arêtes tranchantes étant constituées respectivement par les lignes d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 6 de l'élément rigide 2 et les première 10 et deuxième 11 surfaces d'extrémité de ce dernier. Dans le cas de la figure 1, la direction fixe est donnée par l'axe longitudinal 8 du support flexible, et la ligne déterminée 9 est une ligne courbe fermée, un cercle 9 en l'occurence, conférant ainsi à un élément rigide 2 la forme d'un cylindre à section transversale circulaire. Les première 10 et deuxième 11 surfaces transversales d'extrémité sont parallèles entre elles, et perpendiculaires à l'axe longitudinal 8 du support flexible 1, de sorte qu'un élément rigide 2 adopte la forme d'un cylindre droit. Les arêtes tranchantes 3,12 opposées l'une à l'autre permettent à l'outil souple de travailler en coupe suivant l'axe longitudinal 8 dans un sens et le sens inverse, de sorte que l'outil de coupe souple peut fonctionner en va et vient ou déplacement unidirectionnel continu. Dans le cas d'un déplacement de l'outil unidirectionnel, une seule surface d'extrémité 10 ou 11 assure le rôle de face de coupe, et dans le cas d'un déplacement bidirectionnel alternatif de l'outil, les deux faces d'extrémité 10, 11 opposées assurent alternativement la fonction de face de coupe. La figure 3 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1, à la différence des éléments rigides 102 qui adoptent une autre forme. Sur la figure 3, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre tOO. Les éléments rigides 102 adoptent respectivement une surface extérieure 106 longitudinale comportant une forme conique, la surface extérieure longitudinale 106 étant délimitée entre une première 110 et une deuxième 111 surfaces transversales d'extrémité, la première surface 110 d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface 111 d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité 111 suivant un axe longitudinal 108 du support flexible 101 étant inscrite dans la première surface 110 d'extrémité, l'arête tranchante 103 étant constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 106 de l'élément rigide 102 et la première 110 surface d'extrémité de ce dernier. Sur la figure 3, les éléments 102 sont tronconiques, dont la forme extérieure est inscrite dans des cônes droits respectivement, la deuxième surface d'extrémité étant sensiblement égale à la section transversale du support flexible 102, comme représenté. La figure 4 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1 ou 3, à la différence des éléments rigides 202 qui adoptent une autre forme. Sur la figure 4, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 200. Les éléments rigides 202 adoptent respectivement une surface extérieure 206 longitudinale comportant une forme conique, la surface extérieure longitudinale 206 étant délimitée entre une première 210 et une deuxième 211 surfaces transversales d'extrémité, la première surface 210 d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface 111 d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité 211 suivant un axe longitudinal 208 du support flexible 201 étant inscrite dans la première surface 210 d'extrémité, l'arête tranchante 203 étant constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 106 de l'élément rigide 102 et la première 110 surface d'extrémité de ce dernier. Sur la figure 4, les éléments rigides 202 adoptent respectivement la forme d'une partie cylindrique 216 de section circulaire suivie dans l'axe 208 du support 201 d'une partie conique 216 dont la section de base correspond à la section transversale de la partie cylindrique 216 et la section opposée à la section de base correspond à la section transversale du support 201. La figure 5 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1, à la différence des éléments rigides 302 qui adoptent une autre forme et/ou un mode de fixation au support différent. Sur la figure 5, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 300. Les éléments rigides 302 peuvent être constitués soit de bagues cylindriques à section circulaire enfilées et maintenues sur le support 301 entre deux autres bagues 314 serties sur le support 301. De manière alternative, les éléments rigides 302 peuvent être fabriqués à partir de tôles enroulées et serties sur le support 301, les tôles comportant par exemple respectivement deux épaulements 303,312 opposés de manière à former une section en escalier telle que représentée sur la figure 5, ou sur la figure 6 pour laquelle les tôles comportent un seul épaulement. Sur la figure 5, l'élément rigide est défini par la partie centrale de la tôle dont le diamètre est le plus grand, les deux arêtes tranchantes 303 et 312 étant constituées par les deux épaulements respectivement. Les parties latérales 314 peuvent être utilisées pour sertir l'élément rigide 302 sur le support 301. La figure 6 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 5, à la différence des éléments rigides 402 qui adoptent une autre forme et/ou un mode de fixation au support différent. Sur la figure 6, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 5 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 100. Sur la figure 6, à la différence de la figure 5, à un élément rigide 402 est adjoint une bague 414, qui peut également être obtenu à partir d'une tôle. L'élément rigide 402 comporte deux arêtes tranchantes 403 et 412 afin de couper dans les deux sens opposés de déplacement du support. Comme représenté sur les figures 7 à 12, les éléments rigides peuvent adopter diverses sections transversales, qui peuvent être identiques ou différentes sur un même support. En outre, deux éléments rigides successifs peuvent être décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible de sorte que la ligne périphérique de la section de coupe peut être conférée par plusieurs éléments rigides et non un seul. Sur les figures 7 à 12, les exemples d'éléments rigides représentés adoptent respectivement une surface extérieure longitudinale (non représentée sur les figures) engendrée par une droite qui se déplace parallèlement à une direction fixe en s'appuyant sur une ligne déterminée, la surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première et une deuxième surfaces transversales d'extrémité, et la ou les arêtes tranchantes étant constituées par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide et au moins la première surface d'extrémité de ce dernier représentée en vue de bout sur les figures 7 à 12. Le contour représenté sur chaque figure 7 à 12 illustre cette ligne d'intersection qui constitue l'arête tranchante. Sur les figures 7, 8, 9, 10, Il et 12, la direction fixe est donnée par l'axe longitudinal du support flexible, et la ligne déterminée est une ligne brisée fermée. Sur les figures 7,8, 9,10, et 12, la ligne brisée fermée comporte une ou plusieurs parties courbes, notamment des arcs de cercles. L'outil de coupe souple selon l'invention pourra être fabriqué de la manière suivante : un fil en couronne, à partir duquel seront formés les éléments rigides de coupe et un câble en couronne servant de support flexible des éléments rigides seront disposés sur un bâti approprié ; le fil en couronne sera tronçonné en rondelles qui seront ensuite percées d'un trou et enfilées puis serties suivant un pas défini sur le câble. De manière alternative, l'outil de coupe souple selon l'invention pourra être fabriqué de la manière suivante : un feuillard en couronne selon le profil voulu, à partir duquel seront formés les éléments rigides de coupe et un câble en couronne servant de support flexible des éléments rigides seront disposés sur un bâti approprié ; le feuillard sera coupé en bandes identiques de longueur déterminée correspondant sensiblement à la circonférence du câble, qui seront ensuite roulées autour du câble et serti selon un pas défini. A titre d'exemple, un fil de coupe souple destiné à être utilisé pour couper la brique crue, l'argile ou analogue peut adopter la configuration suivante : - assurant la fonction du support souple, un câble métallique mono-toron de sept fils de 0,3 mm de diamètre, définissant un diamètre global extérieur de câble de 1 mm environ, - assurant la fonction d'éléments rigides, une pluralité de bagues cylindriques à section transversale circulaire de diamètre extérieur égal à 2 mm, de longueur égale à 2 mm, espacées selon un pas constant de 4 mm sur le câble, en acier traité thermiquement ou en céramique, serties ou collées sur le câble dans ce dernier cas, par exemple avec une colle époxy ou cyanoacrylate. De manière alternative, en cas d'utilisation d'un feuillard, celuici pourra adopter une épaisseur de 0,5 mm afin de définir des bagues de 2 mm de diamètre, épaisseur passant à 0,2 mm en cas d'épaulement pour les parties latérales. Dans le cas d'utilisation de l'acier, les éléments rigides seulement peuvent avantageusement subir un traitement thermique, par exemple une trempe par induction, avant assemblage avec le câble. L'outil souple de coupe peut subir un traitement de surface visant à le protéger et améliorer sa résistance, par exemple un dépôt électrolytique comme l'oxyde de silicium. Les extrémités de l'outil de coupe ainsi obtenu, via les extrémités du câble, seront de préférence associées, de toute façon connue, afin de former une boucle grâce à la boucle ainsi formée par le câble. L'outil de coupe en boucle sera mis en oeuvre sur toute machine appropriée entre deux poulies dont une sera motrice, à la façon d'un câble tendu entre deux poulies. La machine devra, selon les besoins, soit par le déplacement de l'outil de coupe, soit par le déplacement du support du matériau à couper, permettre une coupe suivant un plan ou suivant un profil quelconque généré par une génératrice constituée par l'axe de coupe défini par le câble support. Une telle machine est par exemple décrite dans la demande de brevet français FR 9604641. REVENDICATIONS 1. Outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme (1) qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, comportant une pluralité d'éléments rigides (2) solidaires du support flexible filiforme (1), caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments rigides (2) comporte au moins une arête tranchante (3) frontale se développant dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme. 2. Outil de coupe souple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite arête tranchante se développe dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme, sur un des éléments rigides au moins. 3. Outil de coupe souple suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont espacés selon un pas (5) déterminé le long du support flexible (1). 4. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides (2) adoptent respectivement une surface extérieure (6) longitudinale engendrée par une droite (7) qui se déplace parallèlement à une direction fixe (8) en s'appuyant sur une ligne déterminée (9), ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première (10) et une deuxième (11) surfaces transversales d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante (3) est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale (6) de l'élément rigide (2) et au moins la première (10) surface d'extrémité de ce dernier. 5. Outil de coupe souple suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite direction fixe est donnée par l'axe longitudinal (8) du support flexible (1), et en ce que lesdits éléments rigides (2) comportent respectivement une première (3) et une deuxième (12) arêtes tranchantes constituées par les lignes d'intersection (9) entre la surface extérieure longitudinale (6) d'un élément rigide (2) et les première (10) et deuxième (11) surfaces d'extrémité de ce dernier, respectivement. 6. Outil de coupe souple suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite direction fixe est donnée par l'axe longitudinal (8) du support flexible, et en ce que ladite ligne déterminée (9) est une ligne courbe fermée. 7. Outil de coupe souple suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite ligne courbe fermée est un cercle (9). 8. Outil de coupe souple suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite direction fixe est donnée par l'axe longitudinal du support flexible, et en ce que ladite ligne déterminée est une ligne brisée fermée. 9. Outil de coupe souple suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite brisée fermée comporte au moins une partie courbe. 10. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que lesdites première (10) et deuxième (11) surfaces transversales sont parallèles entre elles, et perpendiculaires à l'axe longitudinal (8) du support flexible (1). 11. Outil de coupe souple suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides (102) adoptent respectivement une surface extérieure (106) longitudinale comportant une forme conique, ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première (110) et une deuxième (111) surfaces transversales d'extrémité, ladite première surface d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité suivant un axe longitudinal du support flexible étant inscrite dans ladite première surface d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante (L03) est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale (106) de l'élément rigide (102) et la première (110) surface d'extrémité de ce dernier. 12. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6,8 à 11, caractérisé en ce que deux éléments rigides successifs sont décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible. 13. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont rendus solidaires dudit support flexible filiforme au moyen de liaisons par collage, respectivement. 14. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont rendus solidaires dudit support flexible filiforme au moyen de liaisons par frottement, respectivement. 15. Outil de coupe souple suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdites liaisons par frottement sont obtenues par sertissage des éléments rigides sur le support flexible filiforme. 16. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit support flexible filiforme est un câble mono-toron. 17. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit support flexible forme une boucle. 18. Utilisation d'un outil de coupe selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la découpe de la brique crue, l'argile ou analogue.