EP0323281A1 - Lame de couteau pour machine à apprêter les ardoises - Google Patents

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EP0323281A1
EP0323281A1 EP88400451A EP88400451A EP0323281A1 EP 0323281 A1 EP0323281 A1 EP 0323281A1 EP 88400451 A EP88400451 A EP 88400451A EP 88400451 A EP88400451 A EP 88400451A EP 0323281 A1 EP0323281 A1 EP 0323281A1
Authority
EP
European Patent Office
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knife
knife blade
angle
blade
cutting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88400451A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ewald A. Hoppen
Rudolf Kirschbaum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ib Rathscheck Sohne KG
Original Assignee
Ib Rathscheck Sohne KG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19883800341 external-priority patent/DE3800341A1/de
Application filed by Ib Rathscheck Sohne KG filed Critical Ib Rathscheck Sohne KG
Publication of EP0323281A1 publication Critical patent/EP0323281A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/32—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist
    • B28D1/327—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist for cutting or shearing easily splittable working materials

Definitions

  • the present invention relates to a knife blade for a slate dressing machine.
  • slate sheets have been used, and are still used, for covering roofs as well as covering walls, which are formed according to a model; for this we remove the parts of the unpainted slate, which overhang with respect to the outline of the model using a cutting tool.
  • a knife blade is used at an angle, having the shape of a trough or tube and which passes over a slate plate resting on a support whose sharp edges have a shape corresponding to that of the model.
  • the inclined arrangement of the knife blade as well as its mounting on the arm of lever creates a shearing effect which allows cutting to obtain the predetermined model thanks to the shape of the blade and the contour of the support.
  • Spanish patent application ES-A-87 03 302 describes a machine for preparing slates in which a curved knife blade, in the form of a trough or tube following the contour of the desired slate form, is applied by means pneumatic against an abutment having a similar contour reduced, however, by a thickness much greater than the thickness of the knife. A raw slate plate placed on the support is thus prepared in a single operation to the final form.
  • Patent ES-A-87 03 302 gives no information relating to the particular structure of the knife blade or knife blades. However, for linear guidance of the knife blade, other rules apply than for curved guidance in the troquel shears. The examination of these difficulties has led not only to surprising considerations, but also to new solutions for preparing slates. By far the most important consideration is that a means of separation dealing with slates or other materials must act in an increasing manner while being guided linearly, in contrast to the knife blade of the stamping member.
  • the object of the present invention is to develop these new considerations and to create a knife blade or a knife blade system which makes it possible, in the case of a slate dressing machine, to cut according to the guiding principle of cutting in a linear fashion to ensure a clean cut without breaking of roofing materials whatever the shape of their outline.
  • the means for solving this problem are set out in the claims.
  • each knife blade developed in a plane has a shape of right triangle whose hypotenuse would be the edge of the knife.
  • the cutting angle must be the smallest angle of this triangle suitable for the type of material and the cutting speed (claim 1). He is just as significant for the operation of a slate dressing machine, being able to subdivide the blade into blade parts (claims 2 and 4) both for manufacturing reasons (rapid and inexpensive manufacture of knife blades) but also in order to be able to use each part of the knife blade separately and simultaneously to arrive at large cutting angles or short stroke lengths (claim 3).
  • the knife blade is subdivided into an even number of knife blade parts which are combined in pairs so that each time two right angle sides of the same length, opposite the corresponding cutting angles are adjacent (claim 4).
  • This characteristic makes it possible to reach a maximum cutting angle (up to 45 °) for an optimum knife point angle (90 ° and more) allowing a maximum manufacturing frequency while conserving the material of the knives.
  • the knife blade 1 of the machine for preparing the slates shown diagrammatically in FIG. 1, working according to the Spanish principle of the troquel shears is fixed on a knife support head 2; it is controlled by means of a piston rod 3 of a pneumatic drive means, not shown, in the direction of the arrow against a shale plate 4 (slate) which rests on a support 5.
  • the knife blade 1 has a contour corresponding to the shape of the covering element to be cut; in Figures 1 and 2, it is a covering element in a so-called flirtatious shape (also called beaver tail).
  • the support 5 has the same outline but smaller so that the knife blade 1 can surround this support leaving a gap.
  • the knife blade 1 has a shape similar to that of a spiral with respect to the longitudinal axis of movement of the piston rod 3, according to the principle of the troquel, it exerts on the rough slate plate 4 a point-by-point cutting effect, similar to the shearing effect, which is essential for slate cutting.
  • Figure 2 shows, in top view the shape of a cover element 6 which has just been cut; this is the so-called “flirtatious” form; the covering element is still surrounded by the knife blade 1.
  • the contour of the support 5 is shown.
  • the knife blade forms a right triangle whose hypotenuse is the edge of the blade ( Figure 3) parallel to the largest side of the triangle, there is a reinforced part 7 of the knife blade; it is significantly wider than the thickness of the slate to be cut.
  • This triangle-rectangle shape for the knife blade is a necessary condition for the knife blade to cut the slate without breaking it. It is only the absolutely regular advancement point by point of the knife blade which avoids generating irregular stresses in the workpiece, stresses liable to result in breakage. In addition, it is only thanks to these means that one can use less sharp knife blades which, on the one hand, can be used longer and which, on the other hand, perform on the elements of overlapping of the primed cutting edges, as desired.
  • FIG. 4 shows a knife blade 8 produced for cutting a covering element corresponding to the old German type, this blade being seen from above.
  • This knife blade goes from a to g ; on segment b , it has a curved shape; on segment c , it has the shape of a circular cylinder; on segment d , the shape is flat; on segment e , the shape is circular cylindrical and on segment f , the shape is planar.
  • Figures 7, 8 and 9 show the subdivision of the knife blade 8 of Figures 4, 5, 6 (corresponding to an old German type model) into three parts of knife blade 81, 82, 83. This subdivision is done each time by a cut along the axis by the parts c and e of the cylindrical blade. If, as explained in Figures 7, 8 and 9 we want a cutting angle of 45 °, we have knife tip angles also of 45 ° and parts of very elongated knife blades whose shape poses delicate problems for the material in which these knife blades are made. In practice, no knife tip angle should be less than 60 °, i.e. the cutting angle should not exceed 30 °.
  • the three knife points 81, 82, 83 must simultaneously touch the raw slate plate 4 to prevent this plate from tipping over and that there is a risk of uncontrolled rupture, unless the slate plate was previously blocked by support means applied against its two faces.
  • the dotted contours of Figures 7, 8 and 9 show the knife blades 81, 82, 83 whose short sides of the respective right angles are the same length and whose cutting angle W is 30 ° for the blade part the shortest knife (82); the other two cutting angles of this set are 23 ° (81) and 25 ° (83).
  • FIG. 10 shows a knife blade 81, 82, 83 formed from the knife blade parts of FIGS. 7, 8 and 9 and this for cutting angles all corresponding to 45 ° and suitable knife tip angles, also of 45 ° each.
  • the knife tip 81 arrives first on the raw slate plate 4. If there is no tightening of the raw slate plate, the latter tilts and breaks.
  • Figure 4 shows, in addition, the slender shape and the risk of deformation of the various knife parts which, to resist stresses, must be made of a particularly studied material.
  • the knife blade 81, 82, 83 much more robust shown in Figure 11, consists of the knife blade parts shown in dotted lines in Figures 7, 8, 9.
  • the cutting angles are respectively 23 °, 30 ° and 25 ° and the angles of the knife points respectively equal to 67 °, 60 ° and 65 °.
  • the differences between the cutting angles are relatively small compared to the importance of the cutting angles so as not to risk inducing significant stresses in the material.
  • the size of the cutting angle for a knife blade according to Figures 1 and 3 is in practice limited to about 30 ° even for parts of knife blade. According to the teaching of claim 4, it is however possible to arrive at much larger cutting angles even for larger angles of knife points if each knife blade 1, 8 or each part of knife blade is produced.
  • 81, 82, 83 each time using two right triangles of the same dimensions 101, 102; 801, 802 and which are joined along the short side of the right angle; the hypotenuse of these triangles represents the edge of the knife while the sum of the long sides of the right angle corresponds to the length of the long side of figure 3. (see figure 12).
  • Figure 3 shows the knife blade 101 in the ready to use position.
  • FIG. 15 shows the whole of the blade wound around a knife-holder head 2 which has the same peripheral contour as the cut slate model and whose face opposite to that knife tips carries a support plate 9 to prevent the knife blade 81, 82, 83 from being able to move in the axial direction under the effect of the cutting pressure.
  • the type of attachment is not shown in detail; fixing can, for example, be done using screws.
  • the knife holder head 2 is itself fixed to the piston rod 3 of a pneumatic drive means, not shown.
  • the overall blade of Figures 15 and 16 has a particularly interesting cutting angle from a technical point of 45 ° (upper limit according to the invention) and a knife tip angle of at least 90 ° which protects the material .
  • This knife blade however has knife points of different height and it is for this reason that the rough slate plate 4 is fixed before one proceeds to the cutting so that the plate does not tip over.
  • the knife blade portions 81, 82, 83 of the overall knife blade of FIGS. 16 and 17 are, however, of the same height and bear simultaneously against the slate plate 4 which can no longer tilt in these conditions at the start of the cutting operation.
  • the cutting angles are equal to 33 ° (81), 45 ° (82) and 39 ° (83) and the corresponding knife tip angles are equal to 114 °, 90 ° and 102 °. Given the size of the cutting angles and the correspondingly low cutting pressure, the difference between the cutting angles does not represent any risk of breakage.
  • FIG. 18 is a side view, partially cut away, of a slate dressing machine, comprising a support housing 11 in the form of a bowl, sliding in the axial direction by means of a piston rod 10, as well as a knife holder head 2 also sliding in the axial direction inside the support housing 11; the knife holder head 2 is furnished with knife blade parts 81, 82, 83 (FIG. 15) and the piston rod 3 is axially sliding in the longitudinal direction in the tubular piston rod 10.
  • the two piston rods 3, 10 are driven by a corresponding central piston and an annular piston of a pneumatic cylinder (not shown).
  • the support 5 is provided opposite the support housing 11; the contour of the support 5 corresponds substantially to the contour of the slate model to be cut, however being reduced on all sides by about 5 mm.
  • the support 5 is carried by a support support 12 such as, for example, a profiled iron.
  • the raw slate plate 4 is lowered into the machine from a stack of slates (not shown) located above the priming machine to come directly in front of the support 5.
  • a support frame 13 opposite the support on the support housing 11 in the form of a trough; the inner contour of the support frame surrounds the contour of the knife blade of FIG. 15.
  • the support housing 11 is pushed by the rod of piston 10 until it comes to a stop against the slate plate 4 which is then fixed integrally between the support 5 and the chassis 13.

Landscapes

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Abstract

Lame de couteau en forme d'auge ou de tube, dont le contour correspond à la forme de l'ardoise à réaliser, présente, lorsque développée dans un plan, une forme de triangle-rectangle dont l'hypoténuse correspond à l'arrête de la lame de couteau et dont le plus petit angle est l'angle de coupe (w).

Description

  • La présente invention concerne une lame de couteau pour une machine à apprêter les ardoises.
  • Antérieurement et jusqu'actuellement, on a utilisé, et on utilise toujours, pour le revêtement de toits ainsi que l'habillage des murs, des plaques d'ardoise qui sont formées suivant un modèle ; pour cela on enlève les parties de l'ardoise non apprêtées, qui débordent par rapport au contour du modèle en uti­lisant un outil de coupe.
  • Rien ne s'est modifié dans ce principe de fabrication jusqu'à l'époque récente. Dés 1926, il était connu d'utiliser comme outil de coupe, un outil rotatif que l'on faisait tourner autour de la pièce à l'aide d'une commande selon un modèle (DE-A-436 774). La solution connue la plus récente (DE-A-36 03 314) repose exactement sur le même principe mais prévoit un couteau en forme d'étoile avec des surfaces de coupe particulières. Ce dernier développement ne change en rien le fait que la mise en forme des ardoises doit toujours se faire une à une et même, dans le cas d'une fabrication en série, la part de main d'oeuvre est im­portante.
  • Depuis longtemps, on a développé en Espagne une installation particulière pour découper des pla­ques d'ardoise à l'aide d'une cisaille commandée à la main et appelée "troquel''. Dans ce cas, à la place du couteau rotatif, on utilise une lame de couteau dispo­sée en biais, ayant une forme de goulotte ou de tube et qui passe sur une plaque d'ardoise reposant sur un appui dont les arêtes vives ont une forme correspon­dant à celle du modèle. La disposition inclinée de la lame de couteau ainsi que son montage sur le bras de levier crée un effet de cisaille qui permet de décou­per pour obtenir le modèle prédéterminé grâce à la forme de la lame et au contour de l'appui.
  • Ce principe de fonctionnement convient pour une fabrication en série. La demande de brevet espa­gnole ES-A-87 03 302 décrit une machine pour apprêter les ardoises dans laquelle une lame de couteau courbe, en forme de goulotte ou de tube suivant le contour de la forme d'ardoise souhaitée, est appliquée par un moyen pneumatique contre un contre-appui présentant un contour analogue diminué toutefois d'une épaisseur très supérieure à l'épaisseur du couteau. Une plaque d'ardoise brute placée sur l'appui est ainsi apprêtée en une seule opération à la forme finale.
  • Par rapport à la cisaille troquel, connue anciennement, cette façon de procéder ne représente fondamentalement rien de nouveau. De même, la disposi­tion inclinée des lames de couteau qui constitue une condition pour avoir l'effet de cisaille est également connue selon la cisaille troquel. Sans effet de ci­saille, il n'est pas possible de matricer des formes dans un matériau cassant comme l'ardoise, car une pression exercée en même temps suivant une ligne d'at­taque relativement longue aboutirait, nécessairement, à une rupture incontrôlée.
  • Seule une pression ponctuelle de cisaille permet de faire céder l'ardoise (schiste) point par point sans que la matière ne se casse de manière in­contrôlée. Or, cela résulte de l'enseignement de la cisaille en forme d'organe d'estampage.
  • Le brevet ES-A-87 03 302 ne donne aucune in­formation relative à la structure particulière de la lame de couteau ou des lames de couteau. A un guidage linéaire de la lame de couteau, s'appliquent, toute­fois, d'autres règles que pour un guidage courbe dans la cisaille troquel. L'examen de ces difficultés a abouti non seulement à des considérations surprenan­tes, mais également à de nouvelles solutions pour ap­prêter les ardoises. La considération qui est de loin la plus importante est qu'un moyen de séparation trai­tant des ardoises ou autres matériaux doit agir de ma­nière croissante en étant guidé linéairement, par dif­férence avec la lame de couteau de l'organe d'estampa­ge.
  • La présente invention a pour but de dévelop­per ces nouvelles considérations et de créer une lame de couteau ou un système de lames de couteau qui per­mettent, dans le cas d'une machine d'apprêtage d'ar­doise, de couper selon le principe du guidage de coupe montant de manière linéaire pour assurer une découpe propre et sans rupture de matériaux de couverture quelle que soit la forme de leur contour. Les moyens permettant de résoudre ce problème sont énoncés dans les revendications.
  • Pour découper de manière régulière, il est nécessaire avant tout que chaque lame de couteau déve­loppée dans un plan présente une forme de triangle rectangle dont l'hypoténuse serait l'arête du couteau. De plus, l'angle de coupe doit être le plus petit an­gle de ce triangle adapté au type de matériau et à la vitesse de coupe (revendication 1). Il est tout aussi significatif pour le fonctionnement d'une machine à apprêter les ardoises, de pouvoir subdiviser la lame en des parties de lames (revendications 2 et 4) à la fois pour des raisons de fabrication (fabrication ra­pide et peu coûteuse de lames de couteau) mais égale­ment pour pouvoir utiliser chaque partie de lame de couteau séparément et simultanément pour arriver à des angles de coupe importants ou de petites longueurs de course (revendication 3).
  • Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la lame de couteau est subdivisée en un nombre pair de parties de lame de couteau qui sont combinées par paire de façon que chaque fois deux cô­tés d'angle droit de même longueur, en regard des an­gles de coupe correspondants, soient adjacentes (re­vendication 4). Cette caractéristique permet d'attein­dre un angle de coupe maximum (allant jusqu'à 45°) pour un angle de pointe de couteau optimum (90° et plus) permettant une fréquence de fabrication maximale tout en ménageant le matériau des couteaux.
  • La présente invention sera décrite de maniè­re plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels :
    • - la figure 1 montre le principe de fonctionnement d'une machine pour apprêter les ardoises avec une lame de couteau inclinée et un appui, cette vue étant schématique et de côté,
    • - la figure 2 représente une forme d'élément de recou­vrement préparé avec la machine de la figure 1 (dans le cas présent, il s'agit d'un élément de recouvre­ment dit "coquette") encore entouré par la lame du couteau, montrant également le contour de l'appui recouvert par l'élément de recouvrement, en pointil­lés,
    • - la figure 3 est un développement de la lame des fi­ gures 1 et 2 dans un plan,
    • - la figure 4 montre une lame pour découper un élément de recouvrement de type allemand ancien, en vue de dessus,
    • - la figure 5 montre le développement dans un plan de la lame de couteau de la figure 4,
    • - la figure 6 montre la lame de couteau de la figure 4 en vue de face (vue dans la direction de la qualité de la lame),
    • - La figure 7 montre la partie de lame b + c/2 des fi­gures 4 à 6, en vue de dessus dans la partie gauche et en position développée dans un plan dans la par­tie droite, avec un angle de coupe de 45° et un an­gle de pointe de couteau de 45° (en trait plein) ou un angle de coupe de 23° et un angle de pointe de couteau de 67° (en pointillés).
    • - La figure 8 montre la partie de lame de couteau c/2 + d + e/2 des figures 4 à 6, en vue de dessus dans la partie gauche et en développement dans un plan dans la partie droite, avec un angle de coupe (égal à l'angle de la pointe du couteau) de 45° (en trait plein) ou avec un angle de coupe de 30° et un angle de pointe de couteau de 60° (en pointillés).
    • - La figure 9 montre la partie de lame de couteau e/2 + f des figures 4 à 6, en vue de dessus à gauche et en vue développée dans un plan à droite, avec un angle de coupe égal à l'angle de la pointe du cou­teau de 45° (trait plein) ainsi qu'avec un angle de coupe de 25° et un angle de pointe de couteau de 65° (en pointillés).
    • - La figure 10 montre un système de parties de cou­teau correspondant à des couteaux selon les figures 7 à 9 avec des angles de coupe et des angles de pointe de couteau égaux à 45°.
    • La figure 11 montre un système de parties de cou­ teau selon les figures 7 à 9 dont les pointes de couteau se trouvent au même niveau et dont l'angle des pointes de couteau correspond à 67°, 60° et 65° (angle de coupe 23°, 30°, 25° , le plus grand angle de pointe de couteau 60° correspondant à la lame de couteau la plus courte.
    • - La figure 12 montre une lame de couteau développée dans un plan selon la revendication 4, en forme de triangle isocèle dont la hauteur est égale à la lon­gueur du petit côté de l'angle droit de la lame de couteau de la figure 3 (le contour de la lame de couteau de la figure 3 est représenté en pointil­lés).
    • - La figure 13 montre la lame de couteau de la figu­re 2 enroulée sur une tête porte-couteau 2 (le con­tour correspondant de la lame de couteau de la figu­re 3 est indiqué en pointillés).
    • - La figure 14 est une vue développée dans un plan de l'ensemble d'une lame de couteau se composant de trois parties de lame de couteau selon la figure 12 pour découper une tuile de recouvrement pour une couverture de type Allemagne ancienne, tous les an­gles de coupe correspondant à un angle w = 45°.
    • - La figure 15 montre l'ensemble de la lame de coupe de la figure 14 monté sur une tête de porte-couteau.
    • - La figure 16 montre un système de partie de lame de couteau selon le principe de la figure 14, les pointes des lames étant situées au même niveau avec, de manière correspondante, des angles de coupe w = 33°, 45°, 39° et des angles de pointe de couteau respectivement de 114°, 90° et 102°.
    • - La figure 17 montre le système de partie de lame de couteau de la figure 16 monté sur une tête porte-­couteau 2.
    • - La figure 18 montre le système de partie de lame de couteau de la figure 15 dans une machine à apprê­ter les ardoises, immédiatement avant l'opération de coupe, les pointes des lames de couteau étant appli­quées contre la plaque d'ardoise brute (trait plein) et à la fin de l'opération de coupe (en pointillés).
  • La lame de couteau 1 de la machine pour ap­prêter les ardoises, représentée schématiquement à la figure 1, travaillant selon le principe espagnol de la cisaille troquel est fixée sur une tête support-­couteau 2 ; elle est commandée par l'intermédiaire d'une tige de piston 3 d'un moyen d'entraînement pneu­matique non représenté, dans la direction de la flèche contre une plaque de schiste 4 (ardoise) qui repose sur un appui 5.
  • La lame de couteau 1 présente un contour correspondant à la forme de l'élément de recouvrement à découper ; aux figures 1 et 2, il s'agit d'un élé­ment de recouvrement à forme dite coquette (encore ap­pelée queue de castor). L'appui 5 présente le même contour mais plus petit pour que la lame de couteau 1 puisse entourer cet appui en laissant un intervalle. Comme la lame de couteau 1 présente une forme analogue à celle d'une spirale par rapport à l'axe longitudinal de déplacement de la tige de piston 3, selon le prin­cipe de la troquel, elle exerce sur la plaque d'ardoi­se brute 4 un effet de coupe point par point, analogue à l'effet de cisaille, effet qui est indispensable pour la coupe d'ardoise.
  • La figure 2 montre, en vue de dessus la for­me d'un élément de recouvrement 6 qui vient d'être dé­coupé ; il s'agit de la forme dite "coquette" ; l'élé­ment de recouvrement est encore entouré par la lame de couteau 1. En pointillés, on a représenté le contour de l'appui 5.
  • Développée dans un plan, la lame de couteau forme un triangle-rectangle dont l'hypoténuse est l'a­rête de la lame (figure 3) en parallèle au plus grand côté du triangle, on a une partie renforcée 7 de la lame de couteau ; elle est sensiblement plus large que l'épaisseur de l'ardoise à découper.
  • Cette forme de triangle-rectangle pour la lame de couteau est une condition nécessaire pour que la lame de couteau coupe l'ardoise sans la casser. Ce n'est que l'avancée absolument régulière point par point de la lame de couteau qui évite d'engendrer des contraintes irrégulières dans la pièce, contraintes risquant d'aboutir à la casse. De plus, ce n'est que grâce à ces moyens que l'on peut utiliser des lames de couteau moins affûtées qui, d'une part, peuvent s'uti­liser plus longtemps et qui, d'autre part, réalisent sur les éléments de recouvrement des arêtes de coupe apprêtées, comme on les souhaite.
  • Les lames de couteau 1 permettent de réali­ser l'ensemble des formes d'éléments de recouvrement qui donne un triangle-rectangle en développement plan. A titre d'exemple d'une forme d'élément de recouvre­ment compliquée, on a représenté, à la figure 4, une lame de couteau 8 réalisée pour découper un élément de couverture correspondant au type allemand ancien, cet­te lame étant vue de dessus. Cette lame de couteau va de a à g ; sur le segment b, elle a une forme courbe ; sur le segment c, elle a une forme de cylindre circu­laire ; sur le segment d, la forme est plane ; sur le segment e, la forme est cylindrique circulaire et sur le segment f, la forme est plane.
  • Si l'on développe la lame de couteau 8 dans un plan, on obtient un triangle-rectangle (figure 5) sur lequel sont indiquées les hauteurs relatives a ... g rapportées à un angle de coupe w (dans l'exemple l'angle w est égal à 17°). Lorsque le couteau est de nouveau enroulé comme à la forme de la figure 4, on voit, en vue de face, la lame 8 (vue vers le volume intérieur) comme cela apparaît à la figure 6.
  • On peut également simplifier la réalisation d'une lame de couteau de forme complexe en subdivisant l'ensemble du couteau en un système de parties de cou­teau distinctes les unes des autres, comme cela appa­raît aux figures 7 à 9 ; de plus, cela permet de don­ner à chaque partie de couteau, un angle de coupe beaucoup plus grand ; en d'autres termes, la lame de couteau travaille avec une course plus réduite que pour l'angle de couteau prévu initialement.
  • Pour la signification de l'angle de coupe et de la course, il convient de remarquer que plus l'an­gle de coupe est grand et moindre sera la résistance à la coupe. Inversement, un angle de coupe important né­cessite une course longue. Il faut donc, dans ces con­ditions trouver les limites de l'angle de coupe. La vitesse de déplacement suivant l'axe longitudinal d'un couteau 1, 8 à entraînement pneumatique, est pratique­ment illimitée dans le cadre des ordres de grandeurs données ; toutefois, une arrivée rapide et brutale de la lame de couteau sur la plaque d'ardoise 4 peut en­traîner la rupture de cette plaque même avant que ne débute l'opération de coupe proprement dite. On peut éviter cela à l'aide de dispositif de serrage automa­tique qui ne font, toutefois, pas partie de la présen­te invention.
  • Les figures 7, 8 et 9 montrent la subdivi­sion de la lame de couteau 8 des figures 4, 5, 6 (cor­respondant à un modèle de type Allemagne ancienne) en trois parties de lame de couteau 81, 82, 83. Cette subdivision se fait chaque fois par une coupe suivant l'axe par les parties c et e de la lame cylindrique. Si, comme cela a été explicité aux figures 7, 8 et 9 on veut un angle de coupe de 45°, on a des angles de pointe de couteau également de 45° et des parties de lames de couteau très allongées dont la forme pose des problèmes délicats pour le matériau dans lequel sont réalisées ces lames de couteau. En pratique aucun an­gle de pointe de couteau ne doit être inférieur à 60°, c'est-à-dire que l'angle de coupe ne doit pas dépasser 30°.
  • Comme déjà indiqué ci-dessus, il faut que les trois pointes de couteau 81, 82, 83 touchent si­multanément la plaque d'ardoise brute 4 pour éviter que cette plaque ne bascule et que l'on risque une rupture incontrôlée, à moins que la plaque d'ardoise n'ait été préalablement bloquée par des moyens d'appui appliqués contre ses deux faces. (voir ci-après dans la description relative à la figure 18). Les contours en pointillés des figures 7, 8 et 9 montrent les lames de couteau 81, 82, 83 dont les petits côtés des angles droits respectifs sont de même longueur et dont l'an­gle de coupe W est de 30° pour la partie de lame de couteau la plus courte (82) ; les deux autres angles de coupe de cet ensemble sont de 23° (81) et 25° (83).
  • La figure 10 montre une lame de couteau 81, 82, 83 formée des parties de lame de couteau des figu­res 7, 8 et 9 et cela pour des angles de coupe corres­pondant tous à 45° et des angles de pointe de couteau appropriés, également de 45° chacun. La pointe de cou­teau 81 arrive la première sur la plaque d'ardoise brute 4. S'il n'y a pas de serrage de la plaque d'ar­doise brute, celle-ci bascule et se casse. La figure 4 montre, en outre, la forme élancée et le risque de dé­formation des différentes parties de couteau qui, pour résister aux contraintes, doivent être fabriquées en un matériau particulièrement étudié.
  • La lame de couteau 81, 82, 83 beaucoup plus robuste représentée à la figure 11, se compose des parties de lames de couteau représentées en pointillés aux figures 7, 8, 9. Les angles de coupe sont respec­tivement égaux à 23°, 30° et 25° et les angles des pointes de couteau respectivement égaux à 67°, 60° et 65°. Les différences entre les angles de coupe sont relativement faibles par rapport à l'importance des angles de coupe pour ne pas risquer d'induire des con­traintes significatives dans la matière.
  • La grandeur de l'angle de coupe pour une lame de couteau selon les figures 1 et 3 est en prati­que limitée à environ 30° même pour des parties de lame de couteau. Selon l'enseignement de la revendica­tion 4, on peut toutefois arriver à des angles de cou­pe beaucoup plus grands même pour de plus grands an­gles de pointes de couteau si l'on réalise chaque lame de couteau 1, 8 ou chaque partie de lame de couteau 81, 82, 83, chaque fois à l'aide de deux triangles rectangles de mêmes dimensions 101, 102 ; 801, 802 et que l'on réunit suivant le petit côté de l'angle droit; l'hypoténuse de ces triangles représente l'arê­te du couteau alors que la somme des grands côtés de l'angle droit correspond à la longueur du grand côté de la figure 3. (voir figure 12). De manière analogue à la figure 1, la figure 3 montre la lame de couteau 101 en position prête à l'emploi. Les lignes en poin­tillés des figures 12 et 13 montrent le contour des lames de couteau des figures 1 et 3. Pour une même longueur L de lame de couteau (grand côté du triangle rectangle de la lame de couteau à la figure 3) l'angle de coupe W augmente suivant une fonction tangentielle, c'est-à-dire :
    w = arctg h/L.
  • Ainsi, pour de petits angles de coupe de l'ordre de 10°, on double presque l'angle (à la figure 12 : w = 8° et w′ = 15° ).
  • Transposé au schéma des figures 7 à 9 et avec pour base un angle de coupe techniquement avanta­geux w = 45°, on a de chaque côté pour toutes les trois parties de lame de couteau, une lame globale 81, 82, 83 qui est représenté en développement dans un plan à la figure 14. La figure 15 montre l'ensemble de la lame enroulée autour d'une tête porte-couteau 2 qui a le même contour périphérique que le modèle d'ardoise à découpe et dont la face opposée à celle des pointes de couteau porte une plaque de support 9 pour éviter que la lame de couteau 81, 82, 83 puisse se déplacer dans la direction axiale sous l'effet de la pression de coupe. Le type de fixation n'est pas représenté en détail ; la fixation peut, par exemple, se faire à l'aide de vis. La tête porte-couteau 2 est fixée elle-­même à la tige de piston 3 d'un moyen d'entraînement pneumatique non représenté.
  • La lame d'ensemble des figures 15 et 16 pos­sède l'angle de coupe particulièrement intéressant sur le plan technique de 45° (limite supérieure selon l'invention) et un angle de pointe de couteau d'au moins 90° qui ménage le matériau. Cette lame de cou­teau présente toutefois des pointes de couteau de hau­teur différente et il faut pour cette raison que la plaque d'ardoise brute 4 soit fixée avant que l'on ne procède à la découpe afin que la plaque ne bascule pas. Les parties de lame de couteau 81, 82, 83 de la lame de couteau d'ensemble des figures 16 et 17 sont, par contre, de même hauteur et s'appuient simultané­ment contre la plaque d'ardoise 4 qui ne peut plus basculer dans ces conditions au début de l'opération de coupe. Les angles de coupe sont égaux à 33° (81), 45° (82) et 39° (83) et les angles de pointe de cou­teau correspondants sont égaux à 114°, 90° et 102°. Etant donné la grandeur des angles de coupe et la pression de coupe relativement faible qui correspond, la différence entre les angles de coupe ne représente aucun risque de casse.
  • La figure 18 est une vue de côté, partielle­ment coupée, d'une machine à apprêter les ardoises, comprenant un boîtier d'appui 11 en forme de cuvette, coulissant dans la direction axiale par l'intermédiai­re d'une tige de piston 10, ainsi que d'une tête porte-couteau 2 coulissant également dans la direction axiale à l'intérieur du boîtier d'appui 11 ; la tête porte-couteau 2 est garnie de parties de lame de cou­teau 81, 82, 83 (figure 15) et la tige de piston 3 est coulissante axialement dans la direction longitudinale dans la tige de piston 10, tubulaire. Les deux tiges de piston 3, 10 sont entraînées par un piston central et un piston annulaire correspondants d'un vérin pneu­matique (non représenté).
  • L'appui 5 est prévu en regard du boîtier d'appui 11 ; le contour de l'appui 5 correspond sensi­blement au contour du modèle d'ardoise à découper en étant toutefois diminué sur tous les côtés d'environ 5 mm. L'appui 5 est porté par un support d'appui 12 tel que, par exemple, un fer profilé.
  • La plaque d'ardoise brute 4 est descendue dans la machine à partir d'une pile d'ardoises (non représentée) située au-dessus de la machine à apprêter pour venir directement devant l'appui 5. Dans le mode de réalisation de la figure 18, on a prévu un châssis d'appui 13 en regard de l'appui sur le boîtier d'appui 11 en forme d'auge ; le contour intérieur du châssis d'appui entoure le contour de la lame de couteau de la figure 15. En même temps que l'on met en place la pla­que d'ardoise 4, le boîtier d'appui 11 est poussé par la tige de piston 10 jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la plaque d'ardoise 4 qui est alors fixée soli­dairement entre l'appui 5 et le châssis 13. La venue en butée contre la plaque d'ardoise 4 est suivie par une avancée extrêmement rapide de la tête porte-­couteau 2 et des parties de lame de couteau 81, 82, 83 avec séparation de l'élément d'ardoise mis au format ; cet élément sort par l'ouverture 14 de la machine pour être évacué par une bande transporteuse (non représen­tée).
  • S'il n'y a pas de châssis d'appui 13 en for­me d'étrier sur le boîtier d'appui 11 en forme d'auge, il faut des parties de lame de couteau 81, 82, 83 dont les pointes sont à la même hauteur (figure 17) pour que toutes les pointes de couteau rencontrent simulta­nément la plaque d'ardoise 4 et prennent appui contre celle-ci avant la phase de coupe. De manière avanta­geuse, le mouvement de la tête porte-couteau 2 doit se faire certes rapidement jusqu'à la venue en butée des pointes des lames de couteau contre la plaque d'ardoi­se mais non pas brutalement. La pression d'application déclenche alors de manière électrique ou électronique, l'opération de découpe proprement dite qui s'effectue extrêmement rapidement.
  • Les deux positions représentées à la figure 18 et leur comparaison avec les figures 10 et 11 mon­trent que le système de lame de couteau de la figure 15 constitue le mode de réalisation optimum de l'idée de l'invention. La grandeur de l'angle de coupe (jusqu'à 45°) et de l'angle de la pointe de couteau (90° et plus) ménage le matériau de la lame de coupe et permet une fréquence de travail très rapide. Comme déjà indiqué ci-dessus, la fréquence de travail n'est limitée en pratique que par la vitesse d'alimentation en plaque d'ardoise brute. Elle se situe aux environs de 5s jusqu'à 10s.
    • Liste des références
    • 1 : Lame de couteau (format d'élément de couverture de type coquette).
      101, 102 : Parties de lames de couteau selon la reven­dication 3.
    • 2 : Tête porte-couteau ou épaulement sur la lame de couteau pour la fixation sur la tête porte-couteau.
    • 3 : Tige de piston d'un moyen d'entraînement pneumati­que.
    • 4 : Plaque d'ardoise brute.
    • 5 : Appui pour la plaque 4.
    • 6 : Format d'élément de couverture de type coquette.
    • 7 : Augmentation de l'épaisseur de la lame de couteau de l'épaisseur de la plaque d'ardoise.
    • 8 Lame de couteau pour réaliser un élément de couverture de type Allemagne ancienne.
      801, 802 : Parties de la lame de couteau selon la re­vendication 3.
      81, 82, 83 : Parties de la lame de couteau pour la lame 8.
      811 : Hauteur des parties triangulaires de lames de couteau selon la revendication 3.
    • 9 : Plaque de fixation pour la tête porte-couteau 2.
    • 10 : Tige de piston creuse pour le boîtier d'appui 11.
    • 11 : Boîtier d'appui pour la plaque d'ardoise brute 4.
    • 12 : Support pour l'appui 5.
    • 13 : Châssis d'appui prévu sur le boîtier d'appui 11.
    • 14 : Ouverture réalisée dans le fond pour l'élément de couverture.

Claims (4)

1°) Lame de couteau pour machine pour apprê­ter les ardoises, avec une lame de couteau en forme d'auge ou de tube de profil approprié, inclinée par rapport à l'axe de mouvement et dont le contour cor­respond à la forme de l'ardoise à réaliser, ce couteau pouvant être conduit contre une plaque d'ardoise brute reposant sur un appui, caractérisée en ce que la lame de couteau (1, 8) fixée à la tête de support de cou­teau (2) qui est coulissant dans la direction longitu­dinale de l'axe par un moyen d'entraînement pneumati­que ou hydraulique, présente, lorsque développée dans un plan, une forme de triangle-rectangle dont l'hypo­ténuse correspond à l'arrête de la lame de couteau et dont le plus petit angle est l'angle de coupe (w).
2°) Lame de couteau selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lame (1, 8) est subdivi­sée en parties de lame (81, 82, 83).
3°) Lame de couteau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les parties de lame de couteau (81, 82, 83), développées chacune dans un plan, ont une forme de triangle-­rectangle dont l'hypoténuse correspond à la l'arête de chaque partie de couteau et dont le plus petit angle correspond à l'angle de coupe respectif (w).
4) Lame de couteau selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque lame de couteau (1, 8) est subdivisée en un nombre pair de parties de lame de couteau (101, 102, 801, 802) qui sont combi­nées par paires de façon que chaque fois deux côtés (811) de l'angle droit, de même longueur, en regard de l'angle de coupe (W) correspondant, soient adjacents.
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Citations (6)

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