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REVENDICATIONS
1. Couteau destiné à une tête porte-couteaux pour machine d'usinage du bois, fait d'une plaquette de matériau dur présentant deux faces paralléles autour desquelles la plaquette présente des flancs dont une portion est configurée pour constituer un flanc tranchant, l'arête qui se présente entre le flanc tranchant et une desdites faces parallèles, qui constitue le dos du tranchant, étant l'arête tranchante du couteau, l'épaisseur, entre lesdites faces, de ladite plaquette formant le couteau ayant au moins une certaine valeur (e) qui est l'épaisseur minimale d'utilisation technologiquement convenable, et ladite plaquette étant traversée, d'une dite face à l'autre, par au moins un trou qui, au moins dans sa partie débouchant sur la face opposée à celle qui est le dos du tranchant,
est cylindrique avec un positionnement et un diamètre prédéterminés pour la mise et le maintien en place du couteau dans la tête porte-couteaux à laquelle il est destiné, caractérisé en ce que l'épaisseur (e), à l'état neuf, de ladite plaquette, est supérieure d'une certaine quantité (g) à ladite épaisseur minimale d'utilisation (e), et en ce que ledit trou présente, dans sa partie débouchant sur la face qui est le dos du tranchant, un élargissement formant une noyure pour tête de vis, la partie du trou restant cylindrique, entre l'autre face et l'endroit où commence ladite noyure, ayant une longueur (t) inférieure d'une certaien quantité (A) à ladite épaisseur minimale d'utilisation (e).
2. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite noyure est conique, au moins sur la partie d'épaisseur (A) allant du niveau de jonction entre la noyure et ladite partie de trou cylindrique, jusqu'au niveau où s'établit ladite épaisseur minimale d'utilisation (e) mesurée à partir de la face opposée à celle qui est ledit dos du tranchant.
3. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite noyure est cylindrique.
4. Couteau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit matériau dur est du métal dur.
5. Couteau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit matériau dur est du diamant artificiel.
6. Couteau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit matériau dur est un acier.
7. Couteau selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que ledit flanc tranchant (13) et partant ladite arête tranchante (14) présentent un profil non droit.
8. Couteau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit flanc tranchant (30) est oblique, de manière à rendre aiguë l'arête tranchante (14), avec un certain angle de dépouille (a).
9. Procédé d'affûtage d'un ou plusieurs couteaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose chaque couteau à plat contre une table fixée sur une machine rectifieuse-planeuse, face opposée au dos du tranchant contre la table, en ce qu'on fixe chaque couteau sur cette table à l'aide d'au moins une vis passant à travers ledit trou et dont la tête pénètre dans ladite noyure, et en ce qu'on fait subir à chaque face formant dos de tranchant de couteau une opération de meulage-planage qui affûte ladite arête tranchante en diminuant l'épaisseur du ou des couteaux, dans une mesure telle que cette épaisseur ne descende toutefois jamais en dessous de ladite épaisseur minimale d'utilisation (e), au moins une partie de la tête de vis subsistant toujours, du fait que cette noyure va plus profond que le niveau minimum jusqu'où peut aller le meulage.
10. Procédé d'affûtage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on effectue ladite opération de meulage-planage d'affûtage conjointement sur une pluralité de couteaux, ces couteaux étant positionnés et fixés sur ladite table à l'aide, en plus desdites vis (24), de moyens (23) d'alignement des couteaux par appui latéral (fig. 4).
11. Ensemble couteau et vis, comprenant un couteau selon la revendication 1 et une vis destinée à sa fixation pour la mise en oeuvre du procédé d'affûtage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vis comprend une tige, au moins partiellement filetée, dont le diamètre est adapté pour que cette tige passe juste librement dans ladite partie cylindrique du trou du couteau, et une tête à six-pans intérieur, ce six-pans ayant sa plus grande dimension inférieure au diamètre de la tige de la vis et étant établi dans la tête de vis sur toute la hauteur de celle-ci.
La présente invention concerne un couteau destiné à une tête porte-couteaux pour machine d'usinage du bois, fait d'une plaquette de matériau dur présentant deux faces parallèles autour desquelles la plaquette présente des flancs dont une portion est configurée pour constituer un flanc tranchant, l'arête qui se présente entre le flanc tranchant et l'une desdites faces parallèles, qui constitue le dos du tranchant, étant l'arête;
;tranchante du couteau, l'épaisseur, entre lesdites faces, de ladite plaquette formant le couteau ayant au moins une certaine valeur qui est l'épaisseur minimale d'utilisation technologiquement convenable, et ladite plaquette étant traversée, d'une dite face à l'autre, par au moins un trou qui, au moins dans sa partie débouchant sur la face opposée à celle qui est le dos du tranchant, est cylindrique avec un positionnement et un diamètre prédéterminés pour la mise et le maintien en place du couteau dans la tête portecouteaux à laquelle il est destiné. L'invention concerne également un procédé d'affûtage d'un ou plusieurs de ces couteaux; elle concerne encore un ensemble couteau et vis comprenant un couteau du type précité et une vis destinée à sa fixation pour la mise en oeuvre du procédé d'affûtage proposé.
Par machine d'usinage du bois, on entend toute machine destinée à l'usinage soit du bois naturel, soit de matériau à base de bois, par exemple les panneaux agglomérés, soit encore d'autres matériaux qui présentent des possibilités d'usinage similaires à celles du bois.
Les machines pour l'usinage du bois, au sens précité, sont couramment utilisées pour établir, dans des pièces de bois ou produits similaires, différents profils, en vue de la fabrication de cadres de fenêtres, de panneaux destinés aux bâtiments ou à d'autres usages, etc.
Ces machines sont équipées d'une ou plusieurs têtes porte-couteaux, comme par exemple celle qui est représentée à la fig. 1. Ces têtes porte-couteaux sont munies de couteaux interchangeables, faits le plus souvent d'une plaquette de métal dur, mais pouvant également être faite d'autres matériaux aptes à usiner le bois ou les produits similaires, et qui présentent différents profils pour l'ébauche et/ou la finition des profils particuliers que doivent présenter ces pièces de bois ou matériaux similaires.
Ces couteaux peuvent naturellement présenter des profils droits, mais, la plupart du temps, ils présentent des profils relativement compliqués, qui sont établis au moment même où le couteau est fabriqué (généralement mais non exclusivement par frittage) et qui, vu leur complexité, ne permettent pas un réaffûtage ou rendent un tel réaffûtage extrêmement onéreux, au moment où leur tranchant est émoussé, de sorte que, une fois utilisés, ces couteaux sont actuellement simplement jetés pour être remplacés par d'autres. Cela présente le désavantage de rendre fort onéreuse l'utilisation de ces têtes porte-couteaux.
On remarque encore que, pour leur positionnement et leur maintien dans la tête porte-couteaux, ces couteaux comportent un perçage, ou éventuellement plusieurs perçages, dans lequel ou lesquels pénètrent un ou plusieurs tétons attenant à des parties de la tête porte-couteaux. Vu la difficulté d'usiner le matériau formant les couteaux, ces perçages, jusqu'à présent cylindriques avec le même diamètre d'une face à l'autre du couteau, sont établis déjà lors de la fabrication du couteau, par frittage, moulage ou autres moyens analogues.
On remarque encore que, pour fonctionner convenablement en étant montés sur une tête porte-couteaux, ces couteaux doivent présenter une certaine épaisseur minimale, pour être d'une utilisation technologiquement convenable, et les couteaux actuellement fabriqués ont une épaisseur qui correspond approximativement à cette épaisseur minimale d'utilisation.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients susmentionnés de l'art antérieur, en fournissant un couteau qui,
malgré une importante complexité du profil de son tranchant, puisse être aisément réaffûté, à l'aide d'un procédé simple et peu coûteux, le but de l'invention étant également de fournir un tel procédé d'affûtage, ce but étant encore de fournir un ensemble avantageux comprenant, conjointement à un tel couteau, une vis présentant les parti cularités voulues pour être utilisée à la fixation du couteau lors de l'application du procédé en question.
Conformément à l'invention, ce but est atteint par les caractères énoncés dans les revendications indépendantes, principale ou secondaires annexées.
Les revendications dépendantes définissent des formes d'exécution du couteau ou mode de mise en oeuvre du procédé, particulièrement avantageux quant à leur fiabilité, leur longévité, leur simplicité, leur économie, etc.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, après avoir montré une tête porte-couteaux pour machine d'usinage du bois, des formes d'exécution de l'objet de l'invention. Dans ce dessin:
la fig. 1 est une vue en perspective d'une tête porte-couteaux pour machine d'usinage du bois, qui peut être équipée soit de couteaux selon l'art antérieur, soit de couteaux du type particulier et avantageux selon la conception proposée,
les fig. 2a, 2b et 2c représentent, par trois vues respectivement en plan depuis une face, en coupe partielle latérale et en plan depuis l'autre face, un couteau du type particulier proposé,
la fig. 3 représente, par une vue en coupe partielle latérale similaire à la fig. 2b, une autre forme d'exécution d'un couteau du type particulier proposé,
la fig.
4 illustre, par une vue en perspective, le procédé proposé, selon la conception en question, pour l'affûtage de couteaux tels que ceux des fig. 2a, 2b, 2c et 3, à l'aide d'une machine rectifieuse planeuse ou machine de meulage et de planage, souvent dénommée machine à planer ,
la fig. 5 est une vue en coupe, à échelle agrandie, d'un couteau du type en question fixé par une vis sur une table de machine à planer, pour la mise en oeuvre du procédé d'affûtage proposé, cette fig. 5 illustrant les particularités d'une vis de fixation et d'une noyure que le couteau doit présenter pour la tête de cette vis, alors que le couteau est fixé par vissage sur une table pour la mise en oeuvre du procédé illustré à la fig. 4.
A la fig. 1, on voit que la tête porte-couteaux pour machine d'usinage du bois 1 comprend, à l'extrémité d'un arbre 7 de montage rotatif sur la machine d'usinage, une tête proprement dite formée d'une pièce centrale 2 à laquelle sont attenantes deux pièces latérales identiques 3, qui sont en engagement avec la pièce 2, de façon à ne pas se déplacer les unes par rapport aux autres, par des agencements à nervure et encoche 4: Pincés chacun entre la pièce centrale 2 et une des pièces latérales 3, se trouvent deux couteaux 6, identiques, dont la fig. 1 laisse bien voir le profil. Ces couteaux 6 sont serrés, dans des évidements adéquatement ménagés dans la pièce centrale 2, par l'appui des pièces latérales 3, assuré par des vis que l'on voit en 5 pour l'une des pièces latérales.
On voit que les couteaux 6 présentent un profil concave de leur flanc tranchant, et partant de leur arête tranchante.
Dans la réalité, des têtes porte-couteaux beaucoup plus compliquées sont généralement utilisées, et les couteaux qui y sont montés présentent également des profils plus compliqués que les couteaux 6 de la fig. 1. Cette dernière est donnée avant tout pour illustrer le domaine technique concerné.
Les fig. 2a, 2b et 2c représentent un couteau pour une tête portecouteaux de machine d'usinage du bois, conforme à la conception particulière proposée et présentant un profil de tranchant déjà relativement compliqué qu'il serait sinon impossible, du moins fort onéreux, de réaffûter par meulage du flanc tranchant.
Ce couteau est fait de préférence d'une plaquette de métal dur (typiquement du carbure de tungstène), mais il pourrait également être fait de différents autres matériaux durs, propres à l'usinage du bois ou des produits similaires, comme le dia polycristallin , le diamant artificiel, l'acier, durci ou fait d'un alliage suffisamment dur par lui-même, de céramique, etc.
Aux fig. 2a, 2b et 2c, on voit que le couteau 10 proposé se présente sous la forme d'une plaquette ayant deux faces parallèles 11 et 12, entre lesquelles la plaquette présente des surfaces de flanc. Une de ces surfaces de flanc, 13, est taillée pour présenter, dans le sens de la longueur du flanc, un profil substantiellement en forme de S, et dans le sens de l'épaisseur de la plaquette, un biseau, selon un angle a. Cette portion de flanc 13 constitue le flanc tranchant du couteau, et, avec la face de plaquette 12, il forme une arête aiguë 14, dénommée arête tranchante, comme on le voit à la fig. 2b. On voit par ailleurs à la fig. 2a que cette arête tranchante 14, comme le flanc tranchant 13, se développe selon un profil qui ressemble en l'occurrence à un S très ouvert.
On voit encore que le couteau 10 est percé d'un trou 15, qui est d'abord cylindrique dans sa portion débouchant sur la face 11, puis qui s'élargit en une noyure 16, débouchant sur la face 12 qui forme le dos du tranchant. Cette noyure 16 est cylindrique au voisinage de la face 12, puis elle est conique, approximativement au milieu de l'épaisseur du couteau, pour raccorder la partie cylindrique de plus grand diamètre avec la partie cylindrique de plus petit diamètre du trou 15 débouchant dans l'autre face. On note qu'en variante la noyure 16 pourrait également être complètement conique, c'est-àdire déboucher coniquement dans la face 12.
A la fig. 2b, on a marqué un certain nombre d'indications relatives à l'épaisseur du couteau 10 et à la constitution du trou 15 et de la noyure 16.
On remarque tout d'abord que l'épaisseur totale de la plaquette formant le couteau 10, qui est admis ici comme représenté à l'état de neuf, est indiquée par E . On remarque que cette épaisseur E dépasse d'une quantité s une autre valeur d'épaisseur indiquée comme e . Cette valeur d'épaisseur e représente I'épaisseur minimale d'utilisation technologiquement convenable , elle est donnée par les conditions de travail des machines d'usinage du bois ou produits similaires et par la configuration des têtes porte-couteaux (ou broches porte-couteaux) existantes.
Il s'avère en effet, pour des raisons relatives à la technologie de l'usinage du bois et des produits similaires, raisons qui n'entrent pas dans le cadre du présent propos, qu'une certaine épaisseur de couteau, ce qui signifie une certaine dimension de flanc tranchant, doit se présenter derrière l'arête tranchante, pour que le bois ou le produit similaire soit usiné correctement. Une épaisseur inférieure à e donne des résultats d'usinage moins bons; par contre, une épaisseur supérieure n'est pas gênante, mais jusqu'ici tous les fabricants de couteaux s'en sont tenus approximativement à l'épaisseur minimale standard, située aux environs de 2 mm (éventuellement 1,5 mm). Il paraissait en effet jusqu'à présent coûteux et inutile de donner au couteau une épaisseur supérieure au minimum requis pour avoir un bon usinage.
On remarque que le couteau proposé présente quant à lui une épaisseur supérieure E ; la surépaisseur E n'est toutefois pas si considérable qu'elle empêche le montage tout à fait normal du couteau dans une tête porte-couteaux classique.
On voit par ailleurs, à la fig. 2b, que le trou 15 s'étend de façon cylindrique seulement sur une longueur relativement courte ± , inférieure d'une quantité A à l'épaisseur minimale d'utilisation e .
Entre cette partie cylindrique du trou 15 et le niveau de l'épaisseur minimale e (mesurée depuis la face 11), la noyure 16 présente sa partie conique; ensuite, cette noyure est cylindrique sur la hauteur s dont l'épaisseur réelle à neuf E dépasse l'épaisseur minimale d'utilisation e .
Le petit diamètre du trou cylindrique 15 est déterminé par des tétons qui sont présents sur la tête porte-couteaux pour positionner le couteau. On note qu'il pourrait, dans d'autres formes d'exécution, y avoir deux trous dans le couteau, en correspondance avec deux tétons présentés par des parties de la broche porte-couteaux.
Comme on le verra plus loin, la partie conique de la noyure 16 est destinée à recevoir la tête d'une vis conique, dont la tige traversera la partie cylindrique du trou 15, pour fixer le couteau, dans un dispositif d'affûtage, selon le procédé que l'on va considérer plus loin en liaison avec la fig. 4.
La fig. 3 représente, avec une forme d'illustration analogue à la fig. 2b, une autre forme d'exécution d'un couteau selon la conception proposée. Le couteau 18 selon cette autre forme d'exécution est toutefois très similaire au couteau 10 précédemment considéré, et les mêmes éléments 11 à 15 s'y retrouvent identiquement désignés par les mêmes signes de référence. Par contre, la noyure 16' a, dans cette seconde forme d'exécution, une forme entièrement cylindrique. On a représenté en 17, en pointillés, la possibilité d'introduction d'une vis 17 dont la tige traverse le trou 15 et dont la tête est noyée dans la noyure 16'. Alors que la forme d'exécution précédente était destinée à la réception d'une vis à tête conique, cette forme d'exécution selon la fig. 3 est destinée à une vis à tête cylindrique.
A la fig. 3, on a également marqué les différentes valeurs d'épaisseur E , e , ± , e , A , ces valeurs ayant exactement la même signification qu'à la fig. 2b. On voit à la fig. 3 que la noyure 16' est suffisamment profonde pour que la tête de la vis 17, admise comme une vis à tête très mince, ne dépasse pas le niveau de l'épaisseur minimale d'utilisation e , mesurée depuis la face 11. Bien sûr, on pourrait utiliser une vis ayant une tête plus épaisse, mais cela aura certaines implications qui seront considérées plus loin, en liaison avec la fig. 4, illustrant le procédé d'affûtage. De toute manière, cependant, la profondeur de la noyure 16 doit être suffisante pour que son fond se trouve plus bas que le niveau de l'épaisseur e , mesurée depuis l'autre face.
Cela revient à dire qu'ici aussi la longueur -e à petit diamètre du trou 15, servant au positionnement dans la tête ou la broche portecouteaux, doit être inférieure d'une certaine quantité A à l'épaisseur minimale d'utilisation e .
La fig. 4 illustre schématiquement le dispositif et le procédé utili sés pour l'affûtage d'une série de couteaux 10 analogues à ceux que montrent les fig. 2a, 2b et 2c (le même dispositif et le même procédé peuvent du reste tout aussi bien être appliqués au couteau 18 de la fig. 3). Le procédé d'affûtage proposé part du principe que, étant donné que l'on a une surépaisseur ± du couteau par rapport au minimum demandé e , il est possible de meuler, par planage, la face 12 constituant le dos du tranchant, pour rétablir l'arête tranchante 14, et cela sans qu'il soit aucunement besoin d'avoir un dispositif d'affûtage particulièrement compliqué, apte à suivre un gabarit, comme devrait l'être un dispositif d'affûtage qui travaillerait par meulage du flanc tranchant 13 pour affûter l'arête tranchante 14.
Cette manière de procéder est bien illustrée à la fig. 4, mais il y a lieu toutefois de remarquer que ce procédé ne va pas sans poser au moins un problème technique, à savoir celui de la fixation des couteaux pour le meulage-planage de leur face 12, constituant le dos du couteau.
A la fig. 4, on a représenté schématiquement en 20 la table magnétique d'une rectifieuse-planeuse ou meuleuse-planeuse, ou encore machine àplaner, d'un type connu, et en 21 la meule de cette machine à planer, munie d'un revêtement abrasif 21'. Il y a bien lieu de comprendre que cette meule est entraînée en rotation et mue en translation dans le sens longitudinal de la table 20, comme cela est représenté par des flèches. Si, comme cela est le plus souvent le cas, les couteaux sont faits de métal dur, le revêtement 21' de la meule 21 devra être un revêtement extrêmement dur, de préférence diamanté.
Excepté dans le cas où les couteaux seraient faits d'acier à caractéristique ferromagnétique, il n'est pas possible de fixer les couteaux par les moyens magnétiques d'adhérence que présente classiquement la table 20. C'est la raison pour laquelle on a prévu une tablesupport 22, faite d'un matériau ferromagnétique, de préférence du fer ou de l'acier, qui est fixée par adhérence sous l'effet du champ magnétique sur la table 20. Les couteaux 16 sont fixés sur la table 22, la face 11 contre en dessous, à l'aide de vis coniques 24 qui traversent le trou 15 et dont la tête entre dans la noyure 16.
Des perçages taraudés sont prévus à cet effet dans la table 22, et celle-ci porte, d'autre part, vissée latéralement contre elle, une plaque 23 de retenue et de positionnement des couteaux 10, qui déborde audessus du niveau supérieur de la table 22, mais toutefois seulement d'une quantité inférieure à l'épaisseur minimale e jusqu'à laquelle on peut meuler les couteaux. On voit à la fig. 4 comment ces couteaux sont appuyés contre la partie débordante de la plaque 23, afin de ne pas pouvoir se déplacer en rotation autour de la vis 24 sous l'effet du passage de la meule 21. Comme on l'a vu en liaison avec la fig. 2b, la tête des vis 24 est noyée suffisamment profondément pour ne pas dépasser le niveau auquel se situe l'épaisseur minimale admissible e .
C'est la raison pour laquelle la partie cylindrique à petit diamètre du trou 15 doit avoir une longueur ± inférieure à cette épaisseur minimale e .
Ainsi, lors du passage de la meule de planage 21, celle-ci ne rencontrera pas la tête de la vis 24, puisque l'on ne meulera pas les couteaux jusqu'à une épaisseur inférieure à e .
En ajoutant une surépaisseur ± approximativement égale à 1 mm au couteau, pour obtenir l'épaisseur totale à l'état de neuf E , on peut réaffûter les couteaux par planage au moins cinq à six fois, voire dix fois. Cela constitue une très grande économie par rapport à l'art antérieur. Par ailleurs, l'arête tranchante des couteaux conserve toujours le même profil, ce qui est une condition indispensable. La très légère diminution du couteau due à l'inclinaison a (fig. 2b), au moment où l'on diminue l'épaisseur du couteau, est sans aucune difficulté compensée lors des opérations mêmes d'usinage du bois, en donnant un fonçage très légèrement supérieur à la tête porte-couteaux.
Il serait naturellement possible également d'avoir une vis dont la tête dépasse le niveau e , mais alors cette tête de vis serait meulée en même temps que le processus d'affûtage, au moins durant les derniers passages qui amènent l'épaisseur du couteau pratiquement à la valeur e . Cela ne serait pas forcément gênant. Toutefois, on doit tenir compte que, si les couteaux sont par exemple faits de métal dur, le revêtement abrasif 21' de la meule 21 sera d'un type adéquat pour meuler du métal dur, et que s'il doit meuler également le matériau beaucoup moins dur formant les têtes de vis, ce revêtement pourait risquer de s'encrasser.
D'autre part, il faut encore pouvoir dévisser la vis, après l'opération d'affûtage par meulage-planage, et il est important que cette opération ne détériore pas la fente de vis, ou autre moyen similaire, dans une mesure qui la rendrait inutilisable pour dévisser la vis.
Des considérations plus détaillées à ce sujet sont émises en liaison avec la représentation schématique de la fig. 5.
Sur cette figure, on voit, en coupe partielle et à échelle agrandie, une portion d'un couteau qui peut être du type du couteau 18 de la fig. 3, fixée par une vis 25 contre une table qui peut être la table 22 de la fig. 4. On a choisi ici une vis 25 comportant une tige 25a, filetée au moins sur la plus grande partie de sa longueur, et une tête 25b, du type à six-pans intérieur. On a choisi de plus cette vis avec un six-pans intérieur dont la plus grande dimension est inférieure au diamètre de la tige 25a de la vis, de sorte que le creusage six-pans peut descendre à travers toute l'épaisseur de la tête de vis 25b. Cette tête de vis est engagée dans la noyure cylindrique 16', comme celle que l'on a vue à la fig. 3.
La fig. 5 illustre, en I, Il et III,-des pas successifs d'opération d'affûtage par meulage-planage des couteaux. On comprend que l'on a en île cas où un couteau ayant encore son épaisseur E à l'état de neuf doit être réaffûté après usage. En Il, on a le cas où le même couteau, après avoir été déjà réaffûté une ou plusieurs fois, présente une épaisseur moindre, mais qui est encore supérieure à l'épaisseur minimale d'utilisation e . Enfin, en III, on a représenté le cas où l'on effectue le dernier meulage d'affûtage possible sur un couteau, d'une façon qui amène son épaisseur au minimum admissible e .
Les premiers affûtages se feront sans que la tête de vis 25b soit touchée. Ensuite, un des affûtages subséquents, par exemple le troisième, s'effectue au niveau représenté en II, il va juste effleurer la surface supérieure de la tête de vis à six-pans intérieur 25b. Ensuite, les meulages d'affûtage ultérieurs meuleront chaque fois également la tête de vis 25b, et cela jusqu'au dernier meulage d'affûtage possible, représenté en III, qui réduira l'épaisseur du couteau à la valeur e .
Il y a bien lieu de comprendre qu'à la fig. 5 les proportions ne sont pas absolument respectées; on devrait avoir approximativement e = 2 mm, E = 1 mm, ce qui donnerait E = 3 mm. Par ailleurs, devrait valoir de 1 à 1,2 mm, tandis que A devrait valoir de 0,8 à 1 mm.
En considérant la fig. 5, on comprend que, en utilisant une vis telle que la vis 25, à six-pans intérieur plongeant profondément dans la tête 25b, on pourra encore dévisser cette vis, même lorsque sa tête aura été diminuée d'épaisseur, jusqu'au niveau donné par l'épaisseur minimale e .
Naturellement, lors de l'emploi d'une vis 25 pour les meulages d'affûtage successifs d'un premier jeu de couteaux, la tête de vis 25b subira des meulages successifs qui pourraient éventuellement risquer d'encrasser le revêtement abrasif 21' de la meule 21 (fig. 4). Toutefois, une fois que les vis 25 auront servi aux meulages d'affûtage successifs d'une série de couteaux, jusqu'à réduction de l'épaisseur de ces couteaux à la valeur minimale e , ces vis, qui comporteront toujours un six-pans intérieur suffisamment profond pour pouvoir être aisément vissées et dévissées, pourront être conservées et utilisées pour les meulages d'affûtage successifs de nouveaux jeux de couteaux et, alors, leur tête sera déjà suffisamment réduite pour qu'elle ne subisse plus de meulage par le revêtement abrasif de la meule.
A la fig. 5, on a représenté, en coupe, les parties du couteau 18 et de la vis 25 qui subsistent toujours par des hachures serrées, tandis que les parties qui sont successivement enlevées par meulage sont représentées par des hachures moins serrées.
On comprend bien que l'illustration schématique de la fig. 5 ne donne qu'un exemple, et que l'on pourrait utiliser d'autres types de vis, à fente, à croix Philips ou encore de types différents.
Il est clair que, lors du meulage, le creux constitué par le six-pans intérieur risque de se remplir de poussière de meulage. On pourra toutefois sans difficulté enlever cette poussière, le moment venu, à l'aide d'un pistolet à air comprimé; en variante, on pourrait également garnir le six-pans intérieur, pour le meulage, d'un bouchon adéquat, en matière tendre, empêchant le remplissage du six-pans intérieur par de la poussière et pouvant ensuite sans difficulté être enlevé, par exemple à l'aide d'un tire-bouchon miniature.
Par la conception selon l'invention que l'on vient de décrire à l'aide d'exemples, on obtient donc l'avantage important de pouvoir réaffûter un nombre relativement élevé de fois un couteau pour une tête porte-couteaux de machine d'usinage du bois, malgré le fait que ce couteau comprend un tranchant présentant un gabarit pratiquement impossible à réaffûter par meulage du flanc tranchant.
Naturellement, bien que la conception selon l'invention ait été illustrée ci-avant à l'aide de formes d'exécution particulières, il est bien entendu que cette construction s'étend à toutes autres formes de dispositif, notamment, pour des couteaux qui ne seraient pas d'un matériau extrêmement dur, à l'utilisation de machines d'usinage plat d'un type différent d'une rectifieuse-planeuse.
On remarque que le procédé d'affûtage par meulage-planage de la face formant dos de tranchant, proposé par la présente invention, prend une valeur particulièrement grande dans le cas où le profil du tranchant correspond à un gabarit non réductible à une seule ligne purement géométrique car, dans ce cas, il est extrêmement difficile de prévoir un dispositif adéquat qui meulerait le flanc tranchant selon le gabarit voulu, à moins d'utiliser un dispositif du type suiveur à came, toujours compliqué et onéreux à fabriquer et qui devrait de plus être changé pour chaque gabarit de profil de tranchant différent.
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CLAIMS
1. Knife intended for a knife-holder head for a woodworking machine, made of a plate of hard material having two parallel faces around which the plate has flanks, a portion of which is configured to constitute a sharp flank, the edge which occurs between the cutting edge and one of said parallel faces, which constitutes the back of the cutting edge, being the cutting edge of the knife, the thickness, between said faces, of said plate forming the knife having at least a certain value ( e) which is the minimum thickness that is technologically suitable for use, and said plate being crossed, from one said face to the other, by at least one hole which, at least in its part opening onto the face opposite to that which is the back of the cutting edge,
is cylindrical with a predetermined positioning and diameter for placing and holding the knife in place in the knife holder head for which it is intended, characterized in that the thickness (e), in new condition, of said plate, is greater by a certain amount (g) than said minimum thickness of use (e), and in that said hole has, in its part opening onto the face which is the back of the cutting edge, an enlargement forming a recess for screw head, the part of the hole remaining cylindrical, between the other face and the place where said recess begins, having a length (t) less than a certain quantity (A) than said minimum thickness of use (e ).
2. Knife according to claim 1, characterized in that said recess is conical, at least on the part of thickness (A) going from the junction level between the recess and said part of cylindrical hole, to the level where s' establishes said minimum thickness of use (e) measured from the face opposite to that which is said back of the cutting edge.
3. Knife according to claim 1, characterized in that said recess is cylindrical.
4. Knife according to one of claims 1 to 3, characterized in that said hard material is hard metal.
5. Knife according to one of claims 1 to 3, characterized in that said hard material is artificial diamond.
6. Knife according to one of claims 1 to 3, characterized in that said hard material is steel.
7. Knife according to one of claims I to 6, characterized in that said cutting edge (13) and hence said cutting edge (14) have a non-straight profile.
8. Knife according to one of claims 1 to 7, characterized in that said cutting edge (30) is oblique, so as to sharpen the cutting edge (14), with a certain draft angle (a).
9. A method of sharpening one or more knives according to claim 1, characterized in that each knife is laid flat against a table fixed on a grinding-planing machine, face opposite the back of the cutting edge against the table, what each knife is fixed on this table using at least one screw passing through said hole and the head of which penetrates into said recess, and in that each face forming the back of the cutting edge is subjected to knife a grinding-leveling operation which sharpens said cutting edge by reducing the thickness of the knife (s), to such an extent that this thickness never drops below said minimum thickness of use, at least part of the screw head still remaining, because this embedding goes deeper than the minimum level up to which the grinding can go.
10. A method of sharpening according to claim 9, characterized in that said grinding-leveling operation of sharpening is carried out jointly on a plurality of knives, these knives being positioned and fixed on said table using, in addition said screws (24), means (23) for aligning the knives by lateral support (fig. 4).
11. Knife and screw assembly, comprising a knife according to claim 1 and a screw intended for its fixing for the implementation of the sharpening method according to claim 9, characterized in that the screw comprises a rod, at least partially threaded , whose diameter is adapted so that this rod just passes freely in said cylindrical part of the hole of the knife, and an internal hexagon head, this hexagon having its largest dimension less than the diameter of the rod of the screw and being established in the screw head over the entire height thereof.
The present invention relates to a knife intended for a knife holder head for a woodworking machine, made of a hard material wafer having two parallel faces around which the wafer has flanks a portion of which is configured to constitute a sharp flank , the edge which is present between the cutting edge and one of said parallel faces, which constitutes the back of the cutting edge, being the edge;
; cutting edge of the knife, the thickness, between said faces, of said plate forming the knife having at least a certain value which is the minimum thickness of technologically suitable use, and said plate being crossed, from said face to the 'other, by at least one hole which, at least in its part opening on the face opposite to that which is the back of the cutting edge, is cylindrical with a predetermined positioning and diameter for the positioning and holding in place of the knife in the knife holder head for which it is intended. The invention also relates to a method of sharpening one or more of these knives; it also relates to a knife and screw assembly comprising a knife of the aforementioned type and a screw intended for its fixing for the implementation of the proposed sharpening process.
By woodworking machine is meant any machine intended for machining either natural wood or wood-based material, for example chipboards, or other materials which have similar machining possibilities. to those of wood.
Woodworking machines, in the sense above, are commonly used to establish, in pieces of wood or similar products, different profiles, for the manufacture of window frames, panels for buildings or for other uses, etc.
These machines are equipped with one or more knife holder heads, such as that shown in FIG. 1. These knife-holder heads are fitted with interchangeable knives, most often made of a hard metal plate, but which can also be made of other materials suitable for machining wood or similar products, and which have different profiles for the roughing and / or finishing of the particular profiles which these pieces of wood or similar materials must present.
These knives can naturally have straight profiles, but most of the time they have relatively complicated profiles, which are established at the very moment when the knife is manufactured (generally but not exclusively by sintering) and which, given their complexity, do not do not allow resharpening or make such resharpening extremely expensive, when their edge is dulled, so that, once used, these knives are currently simply thrown away to be replaced by others. This has the disadvantage of making it very expensive to use these knife holder heads.
It is also noted that, for their positioning and their retention in the knife-holder head, these knives include a bore, or possibly several holes, into which one or more penetrate one or more studs adjoining parts of the knife holder head. Given the difficulty of machining the material forming the knives, these holes, hitherto cylindrical with the same diameter from one face to the other of the knife, are already established during the manufacture of the knife, by sintering, molding or other similar means.
It is also noted that, in order to function properly while being mounted on a knife-carrying head, these knives must have a certain minimum thickness, in order to be of technologically suitable use, and the knives currently manufactured have a thickness which corresponds approximately to this thickness minimal use.
The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks of the prior art, by providing a knife which,
despite a significant complexity of the profile of its cutting edge, can be easily resharpened, using a simple and inexpensive method, the object of the invention also being to provide such a sharpening method, this object being also to provide an advantageous assembly comprising, together with such a knife, a screw having the desired particularities to be used for fixing the knife during the application of the process in question.
According to the invention, this object is achieved by the characters set out in the independent, main or secondary claims appended.
The dependent claims define embodiments of the knife or method of implementing the method, which are particularly advantageous as regards their reliability, their longevity, their simplicity, their economy, etc.
The appended drawing illustrates, by way of example, after showing a knife holder head for a woodworking machine, embodiments of the subject of the invention. In this drawing:
fig. 1 is a perspective view of a knife holder head for a woodworking machine, which can be fitted either with knives according to the prior art, or with knives of the particular and advantageous type according to the proposed design,
fig. 2a, 2b and 2c represent, by three views respectively in plan from one side, in partial lateral section and in plan from the other side, a knife of the particular type proposed,
fig. 3 shows, in a side partial sectional view similar to FIG. 2b, another embodiment of a knife of the particular type proposed,
fig.
4 illustrates, in a perspective view, the method proposed, according to the design in question, for sharpening knives such as those of FIGS. 2a, 2b, 2c and 3, using a leveling machine or grinding and leveling machine, often called a leveling machine,
fig. 5 is a sectional view, on an enlarged scale, of a knife of the type in question fixed by a screw on a planing machine table, for implementing the proposed sharpening method, this FIG. 5 illustrating the particularities of a fixing screw and a recess that the knife must have for the head of this screw, while the knife is fixed by screwing on a table for the implementation of the method illustrated in FIG. 4.
In fig. 1, it can be seen that the knife holder head for a woodworking machine 1 comprises, at the end of a shaft 7 for rotary mounting on the machining machine, a head proper formed of a central part 2 to which are adjacent two identical side pieces 3, which are in engagement with the piece 2, so as not to move relative to each other, by arrangements of rib and notch 4: Pinched each between the central piece 2 and one of the side pieces 3, are two knives 6, identical, of which fig. 1 lets see the profile. These knives 6 are clamped, in recesses suitably formed in the central part 2, by the support of the side pieces 3, provided by screws that we see in 5 for one of the side pieces.
It can be seen that the knives 6 have a concave profile with their cutting edge, and starting from their cutting edge.
In reality, much more complicated knife holder heads are generally used, and the knives which are mounted therein also have more complicated profiles than the knives 6 of FIG. 1. The latter is given above all to illustrate the technical field concerned.
Figs. 2a, 2b and 2c show a knife for a knife holder head of a woodworking machine, conforming to the particular design proposed and having an already relatively complicated cutting edge profile which it would be otherwise impossible, at least very expensive, to be sharpened by grinding of the cutting edge.
This knife is preferably made of a hard metal plate (typically tungsten carbide), but it could also be made of various other hard materials, suitable for machining wood or similar products, such as polycrystalline dia, artificial diamond, steel, hardened or made of a sufficiently hard alloy by itself, ceramic, etc.
In fig. 2a, 2b and 2c, it can be seen that the knife 10 proposed is in the form of a plate having two parallel faces 11 and 12, between which the plate has flank surfaces. One of these flank surfaces, 13, is cut to present, in the direction of the length of the flank, a substantially S-shaped profile, and in the direction of the thickness of the insert, a bevel, at an angle a . This flank portion 13 constitutes the cutting edge of the knife, and, with the face of the insert 12, it forms a sharp edge 14, called a cutting edge, as seen in FIG. 2b. We also see in fig. 2a that this cutting edge 14, like the cutting edge 13, develops according to a profile which in this case resembles a very open S.
It can also be seen that the knife 10 is pierced with a hole 15, which is first cylindrical in its portion opening onto the face 11, then which widens into a recess 16, opening onto the face 12 which forms the back of the sharp. This recess 16 is cylindrical in the vicinity of the face 12, then it is conical, approximately in the middle of the thickness of the knife, to connect the cylindrical part of larger diameter with the cylindrical part of smaller diameter of the hole 15 opening into the 'other face. It is noted that, as a variant, the recess 16 could also be completely conical, that is to say lead conically into the face 12.
In fig. 2b, a certain number of indications have been marked relating to the thickness of the knife 10 and to the constitution of the hole 15 and of the recess 16.
First of all, it is noted that the total thickness of the plate forming the knife 10, which is admitted here as shown in new condition, is indicated by E. Note that this thickness E exceeds by another quantity s another thickness value indicated as e. This thickness value e represents the minimum technologically suitable use thickness, it is given by the working conditions of woodworking machines or similar products and by the configuration of the knife-holder heads (or knife-holder spindles ) existing.
It turns out, for reasons relating to the technology of machining wood and similar products, reasons which are beyond the scope of this report, that a certain thickness of knife, which means a certain dimension of cutting edge, must be behind the cutting edge, so that the wood or similar product is machined correctly. A thickness less than e gives poorer machining results; on the other hand, a greater thickness is not a problem, but so far all knife manufacturers have kept to approximately the minimum standard thickness, located around 2 mm (possibly 1.5 mm). Up to now, it seemed costly and unnecessary to give the knife a thickness greater than the minimum required for good machining.
Note that the proposed knife has a greater thickness E; the extra thickness E is however not so considerable that it prevents the completely normal mounting of the knife in a conventional knife holder head.
We also see, in fig. 2b, that the hole 15 extends in a cylindrical manner only over a relatively short length ±, less by an amount A than the minimum thickness of use e.
Between this cylindrical part of the hole 15 and the level of the minimum thickness e (measured from the face 11), the recess 16 has its conical part; then, this drowning is cylindrical over the height s, the actual thickness of nine E exceeds the minimum thickness of use e.
The small diameter of the cylindrical hole 15 is determined by pins which are present on the knife holder head to position the knife. It is noted that, in other embodiments, there could be two holes in the knife, in correspondence with two nipples presented by parts of the knife-holder spindle.
As will be seen below, the conical part of the recess 16 is intended to receive the head of a conical screw, the rod of which will pass through the cylindrical part of the hole 15, to fix the knife, in a sharpening device, according to the process which will be considered later in connection with FIG. 4.
Fig. 3 shows, with a form of illustration similar to FIG. 2b, another embodiment of a knife according to the proposed design. The knife 18 according to this other embodiment is however very similar to the knife 10 previously considered, and the same elements 11 to 15 are found there identically designated by the same reference signs. On the other hand, the recess 16 ′ has, in this second embodiment, an entirely cylindrical shape. There is shown at 17, in dotted lines, the possibility of introducing a screw 17 whose rod passes through the hole 15 and whose head is embedded in the recess 16 '. While the previous embodiment was intended for the reception of a conical head screw, this embodiment according to FIG. 3 is intended for a cylindrical head screw.
In fig. 3, the different thickness values E, e, ±, e, A have also been marked, these values having exactly the same meaning as in FIG. 2b. We see in fig. 3 that the recess 16 ′ is deep enough that the head of the screw 17, admitted as a very thin head screw, does not exceed the level of the minimum thickness of use e, measured from the face 11. Of course , a screw with a thicker head could be used, but this will have certain implications which will be considered later, in conjunction with FIG. 4, illustrating the sharpening process. In any case, however, the depth of the recess 16 must be sufficient for its bottom to be lower than the level of the thickness e, measured from the other face.
This amounts to saying that here too the length -e at small diameter of the hole 15, used for positioning in the head or the knife-holder spindle, must be less by a certain amount A than the minimum thickness of use e.
Fig. 4 schematically illustrates the device and the method used for sharpening a series of knives 10 similar to those shown in FIGS. 2a, 2b and 2c (the same device and the same process can also be applied to the knife 18 in fig. 3). The proposed sharpening process starts from the principle that, since there is an extra thickness ± of the knife compared to the minimum required e, it is possible to grind, by planing, the face 12 constituting the back of the cutting edge, to restore the cutting edge 14, and this without any need for a particularly complicated sharpening device, capable of following a template, as should be a sharpening device which would work by grinding the cutting edge 13 to sharpen the cutting edge 14.
This procedure is well illustrated in fig. 4, but it should however be noted that this process is not without posing at least one technical problem, namely that of the fixing of the knives for the grinding-leveling of their face 12, constituting the back of the knife.
In fig. 4, there is shown schematically at 20 the magnetic table of a planer-grinder or planer-grinder, or planing machine, of a known type, and at 21 the grinding wheel of this planing machine, provided with an abrasive coating. 21 '. It should be understood that this wheel is rotated and moved in translation in the longitudinal direction of the table 20, as shown by arrows. If, as is most often the case, the knives are made of hard metal, the coating 21 'of the grinding wheel 21 should be an extremely hard coating, preferably diamond.
Except in the case where the knives are made of steel with a ferromagnetic characteristic, it is not possible to fix the knives by the magnetic adhesion means conventionally presented by the table 20. This is the reason why provision has been made a support table 22, made of a ferromagnetic material, preferably iron or steel, which is fixed by adhesion under the effect of the magnetic field on the table 20. The knives 16 are fixed on the table 22, the face 11 against below, using conical screws 24 which pass through the hole 15 and whose head enters the recess 16.
Tapped holes are provided for this purpose in the table 22, and the latter carries, on the other hand, screwed laterally against it, a plate 23 for retaining and positioning the knives 10, which projects above the upper level of the table 22, but however only by an amount less than the minimum thickness e to which the knives can be ground. We see in fig. 4 how these knives are pressed against the projecting part of the plate 23, so as not to be able to move in rotation around the screw 24 under the effect of the passage of the grinding wheel 21. As we have seen in connection with the fig. 2b, the head of the screws 24 is embedded deep enough not to exceed the level at which the minimum admissible thickness e is situated.
This is the reason why the small diameter cylindrical part of the hole 15 must have a length ± less than this minimum thickness e.
Thus, during the passage of the leveling wheel 21, it will not meet the head of the screw 24, since the knives will not be ground to a thickness less than e.
By adding an extra thickness ± approximately equal to 1 mm to the knife, to obtain the total thickness in the state of new E, the knives can be sharpened by planing at least five to six times, even ten times. This constitutes a very great saving compared to the prior art. In addition, the cutting edge of the knives always retains the same profile, which is an essential condition. The very slight decrease in the knife due to the inclination a (fig. 2b), at the time when the thickness of the knife is reduced, is without any difficulty compensated during the very operations of machining the wood, by giving a sinking very slightly higher than the knife head.
It would naturally also be possible to have a screw whose head exceeds the level e, but then this screw head would be ground at the same time as the sharpening process, at least during the last passages which bring the thickness of the knife practically at the value e. It wouldn't necessarily be embarrassing. However, it must be taken into account that, if the knives are for example made of hard metal, the abrasive coating 21 'of the grinding wheel 21 will be of a type suitable for grinding hard metal, and that if it must also grind the material much less hard forming the screw heads, this coating could risk getting dirty.
On the other hand, it is still necessary to be able to unscrew the screw, after the sharpening operation by grinding-leveling, and it is important that this operation does not damage the screw slot, or other similar means, to an extent which would make it unusable for unscrewing the screw.
More detailed considerations on this subject are made in connection with the schematic representation of FIG. 5.
In this figure, we can see, in partial section and on an enlarged scale, a portion of a knife which may be of the type of knife 18 of FIG. 3, fixed by a screw 25 against a table which may be the table 22 of FIG. 4. A screw 25 has been chosen here comprising a rod 25a, threaded at least over most of its length, and a head 25b, of the internal hexagon type. We also chose this screw with an internal hexagon whose largest dimension is less than the diameter of the rod 25a of the screw, so that the hexagonal digging can descend through the entire thickness of the head. screw 25b. This screw head is engaged in the cylindrical recess 16 ′, like that which we have seen in FIG. 3.
Fig. 5 illustrates, in I, II and III, successive steps of sharpening operation by grinding-leveling of the knives. It is understood that there is an island where a knife still having its thickness E in new condition must be resharpened after use. In II, we have the case where the same knife, after having already been resharpened one or more times, has a lesser thickness, but which is still greater than the minimum thickness of use e. Finally, in III, the case is shown where the last possible sharpening grinding is carried out on a knife, in a way which brings its thickness to the minimum admissible e.
The first sharpening will be done without the screw head 25b being touched. Then, one of the subsequent sharpenings, for example the third, is carried out at the level shown in II, it will just touch the upper surface of the internal hexagon screw head 25b. Then, the subsequent sharpening grindings will also grind each time the screw head 25b, and this until the last possible sharpening grinding, shown in III, which will reduce the thickness of the knife to the value e.
It should be understood that in FIG. 5 the proportions are not absolutely respected; we should have approximately e = 2 mm, E = 1 mm, which would give E = 3 mm. In addition, should be worth 1 to 1.2 mm, while A should be worth 0.8 to 1 mm.
Considering fig. 5, it is understood that, by using a screw such as the screw 25, with an internal hexagon plunging deep into the head 25b, it is still possible to unscrew this screw, even when its head has been reduced in thickness, to the level given by the minimum thickness e.
Naturally, when using a screw 25 for the successive sharpening grindings of a first set of knives, the screw head 25b will undergo successive grindings which could possibly risk fouling the abrasive coating 21 'of the grinding wheel 21 (fig. 4). However, once the screws 25 have been used for successive sharpening of a series of knives, until the thickness of these knives is reduced to the minimum value e, these screws, which will always include a hexagon interior deep enough to be easily screwed and unscrewed, can be kept and used for successive sharpening grinding of new sets of knives and, then, their head will already be sufficiently reduced so that it no longer undergoes grinding by the coating grinding wheel abrasive.
In fig. 5, there is shown, in section, the parts of the knife 18 and of the screw 25 which always remain by tight hatching, while the parts which are successively removed by grinding are represented by less tight hatching.
It will be understood that the schematic illustration of FIG. 5 gives only one example, and that we could use other types of screws, slotted, Philips cross or different types.
It is clear that, during grinding, the hollow formed by the internal hexagon may become filled with grinding dust. However, it will be possible to remove this dust without difficulty when the time comes, using an air pistol; alternatively, the inner hexagon could also be fitted, for grinding, with a suitable plug, of soft material, preventing the filling of the inner hexagon with dust and which can then easily be removed, for example at using a miniature corkscrew.
By the design according to the invention which we have just described with the aid of examples, we therefore obtain the important advantage of being able to sharpen a relatively large number of times a knife for a knife-holder head of a machine. machining of wood, despite the fact that this knife comprises a cutting edge having a template that is practically impossible to sharpen by grinding the cutting edge.
Naturally, although the design according to the invention has been illustrated above using particular embodiments, it is understood that this construction extends to all other forms of device, in particular for knives which would not be of an extremely hard material, with the use of flat machining machines of a different type from a planer-grinder.
It is noted that the method of sharpening by grinding-leveling of the face forming a cutting edge, proposed by the present invention, takes on a particularly great value in the case where the profile of the cutting edge corresponds to a template which cannot be reduced to a single line purely geometric because, in this case, it is extremely difficult to provide an adequate device which would grind the cutting edge according to the desired gauge, unless using a device of the cam follower type, always complicated and expensive to manufacture and which should moreover be changed for each different cutting edge profile.