EP1658938A1 - Ultrasonic cutting tool and cutting device comprising said cutting tool - Google Patents

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Publication number
EP1658938A1
EP1658938A1 EP05370035A EP05370035A EP1658938A1 EP 1658938 A1 EP1658938 A1 EP 1658938A1 EP 05370035 A EP05370035 A EP 05370035A EP 05370035 A EP05370035 A EP 05370035A EP 1658938 A1 EP1658938 A1 EP 1658938A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
cutting tool
tool according
section
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05370035A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pascal Tierce
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.)
Sinaptec
Original Assignee
Sinaptec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinaptec filed Critical Sinaptec
Publication of EP1658938A1 publication Critical patent/EP1658938A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically

Definitions

  • the invention relates to a cutting tool for coupling with the output shaft of an ultrasonic generator and an ultrasonic cutting device.
  • the present invention will find its main interest in the realization of a cutting tool to be coupled on a rotary shaft and can be used for cutting products such as food products.
  • the cutting tool can also be used for cutting many other types of products and may also be coupled with a non-rotating vibrating shaft.
  • an ultrasonic cutting device makes it possible to obtain clean cuts, particularly in the cutting of multilayer products, and also has specific advantages through competing techniques and in particular does not degrade the product to be cut, unlike laser techniques which may burn the product or waterjet cutting techniques that are not suitable for moisture sensitive products.
  • Ultrasonic cutting techniques have other important advantages and they require reduced maintenance reducing maintenance costs. Ultrasonic cutting also makes it possible to reduce the losses of material during the separation of the material and requires a reduced force for the introduction of the blade into the material by compared to a non-vibrating mechanical blade.
  • a first technique of ultrasound cutting consists in producing an ultrasonic knife, the blade of the knife vibrating by coupling with an ultrasound generator undergoes cycles of expansion and compression promoting the penetration of the blade.
  • This first ultrasound technique has the aforementioned advantages.
  • the linear cutting speed of ultrasonic knives is in practice limited.
  • Patent EP 0 842 018 in particular discloses an ultrasonic cutting device with a cutting tool driven in rotation.
  • the ultrasound generator is coupled to a central region of the disk via a coupling means consisting of a bar of an upstream end coupled to the generator and a downstream end coupled to the disk.
  • the present invention which is in the field of ultrasonic cutting, is intended to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a cutting tool intended to be coupled with the output shaft of a generator.
  • ultrasound whose structure allows a homogeneous distribution of vibration and a high amplitude of vibration at the cutting edge.
  • the present invention also aims to provide a cutting tool in which the dimensions of the cutting blade can be large and allow the cutting of objects thicker than a decimeter.
  • Another object of the present invention is to provide a cutting tool whose structure allows a filtering of the vibration frequencies of the cutting edge.
  • Another object of the present invention is to provide a cutting tool that can be easily coupled to the output shaft of an ultrasonic generator.
  • the invention thus relates to a cutting tool intended to be coupled with the output shaft of an ultrasonic generator in which the tool consists of a single piece having a substantially constant first section and a second increasing section. in the direction of the cutting edge, said piece further comprising securing means, adapted to ensure coupling with said output shaft and arranged at the first section.
  • the invention also relates to an ultrasonic cutting device comprising a cutting tool as mentioned above.
  • a cutting tool 1 This tool consists of a single piece 1 having a first substantially constant section 2 and a second section 3 increasing towards the cutting edge 4.
  • L cutting tool 1 is intended to be coupled with the output shaft 5 of an ultrasonic generator 6.
  • the tool 1 comprises securing means 7 arranged at the level of the first section 2 and adapted to coupling with said shaft 5.
  • the securing means 7 consist of a tapping 9 formed inside the cutting tool 1 and whose dimensions coincide with a threaded end 8 of the shaft output 5.
  • the securing means 7 consist of a thread cooperating with a threaded end of the output shaft 5.
  • the zone the connection between the output shaft 5 and the cutting tool 1 will correspond to a large vibration area, it is expected that the geometry of the cutting tool 1 will be adapted to the main frequency to which it will be subjected.
  • This adaptation may consist in proposing cutting tools 1 having variable lengths for the first section 1 substantially constant.
  • This length will also be determined so as to obtain a ratio between 2 and 10 between the vibration in the connection zone between the output shaft 5 and the tool 1 and the vibration in the contact zone of the cutting edge 4.
  • frequency filtering means 11 constituted by a set of recesses 10.
  • the recesses 10 are linear, however many other forms may also be envisaged for these recesses 10. According to an alternative embodiment, these recesses can reach the outer radius of the discs.
  • the selection means may also be constituted by grooves.
  • These frequency filtering means 11 constitute a frequency filter for suppressing the parasitic frequencies. These frequency filtering means 11 are particularly interesting since they allow the realization of a cutting tool 1 with a preferred operating frequency.
  • the vibration frequency will depend on the dimensions of the diameter of the cutting edge which may be in particular between 20 and 500 mm.
  • the filtering means 11 make it possible to a certain extent to adjust the frequency for a given diameter in addition to filtering the parasitic frequencies.
  • This decreasing third section 12 makes it possible to constitute a lever arm.
  • the third section will have an asymmetry with respect to the input profile, that is to say the first and second sections.
  • FIGS. 5 and 6 two modes of vibration of the tool 1 are seen with a radial vibration mode in FIG. 5 and in FIG. 6 an axial vibration mode.
  • the asymmetrical third section 12 makes it possible to constitute means of distribution of the vibrations between axial and radial vibratory components of the tool 1.
  • this third section 12 may be symmetrical with the assembly formed by the first and second sections 2 and 3 with respect to the section plane and comprise second securing means 14 for coupling with a second tool cutting not shown in the accompanying drawings.
  • the third section 12 having a symmetrical profile allows the transmission of the vibrations of the first cutting tool 1 to a second tool without modifying the characteristics of the vibrations transmitted to the first tool, if not a smaller amplitude given the vibration of the first cutting tool 1.
  • This arrangement allows to have on the same output shaft 5 several cutting tools 1 for cutting the same product several times or possibly several products at the same time.
  • the second securing means will be identical to the first securing means 7.
  • the cutting edge 4 is circular and symmetrical. This conventional shape of the cutting edge 4 can be used in many applications.
  • this embodiment is not limiting and, depending in particular on applications or specific constraints, it can provide a cutting tool 1 in which the cutting edge 4 is not circular.
  • the profile of the cutting edge 4 may in particular define a helix or a serrated edge.
  • This cutting edge 4 may also be asymmetrical and in particular bevelled.
  • the cutting tool 1 will be made in the mass from a block of material such as titanium, steel or titanium-steel alloys.
  • the cutting edge 4 of the tool 1 is covered with a protective material.
  • the output shaft 5 is a rotary shaft.
  • trees transmitting only efforts in vibration we can imagine trees transmitting only efforts in vibration.
  • the cutting device may also be mounted on a movable arm in three dimensions for example for cutting a product at several angles, the product being moved on a moving flat surface such as a conveyor.

Abstract

The tool has a constant section (2) and another section (3) increasing in the direction of a cutting edge (4). A setting unit (7) arranged at the level of the section (2) assures a connection of the tool with an output shaft an ultrasonic generator. A frequency filtering unit having holes permits to adjust the frequency for a given diameter of the cutting edge. A decreasing section has a symmetric profile. An independent claim is also included for an ultrasonic cutting device comprising a cutting tool.

Description

L'invention concerne un outil de découpe destiné à être couplé avec l'arbre de sortie d'un générateur à ultrasons ainsi qu'un dispositif de découpe à ultrasons.The invention relates to a cutting tool for coupling with the output shaft of an ultrasonic generator and an ultrasonic cutting device.

La présente invention trouvera principalement son intérêt dans la réalisation d'un outil de découpe destiné à être couplé sur un arbre rotatif et pouvant être utilisé pour la découpe de produits tels que des produits agro-alimentaires.The present invention will find its main interest in the realization of a cutting tool to be coupled on a rotary shaft and can be used for cutting products such as food products.

Toutefois, bien que particulièrement prévu pour de tels applications, l'outil de découpe pourra également être utilisé pour la découpe de bien d'autres types de produits et pourra également être couplé avec un arbre vibrant non rotatif.However, although particularly intended for such applications, the cutting tool can also be used for cutting many other types of products and may also be coupled with a non-rotating vibrating shaft.

Depuis quelques années, les techniques de découpage par lame vibrante utilisant des dispositifs à ultrasons tendent à remplacer les techniques utilisées pour la découpe de produits tels que les découpes au laser ou au jet haute pression.In recent years, vibrating blade cutting techniques using ultrasonic devices have tended to replace the techniques used for cutting products such as laser or high pressure jet cutting.

L'utilisation d'un dispositif de découpe à ultrasons permet d'obtenir des découpes propres, notamment dans la découpe de produits multicouches et présente également des avantages spécifiques par aux techniques concurrentes et notamment ne dégrade pas le produit à découper contrairement aux techniques laser qui peuvent brûler le produit ou aux techniques de découpe au jet d'eau qui ne sont pas adaptées aux produits sensibles à l'humidité.The use of an ultrasonic cutting device makes it possible to obtain clean cuts, particularly in the cutting of multilayer products, and also has specific advantages through competing techniques and in particular does not degrade the product to be cut, unlike laser techniques which may burn the product or waterjet cutting techniques that are not suitable for moisture sensitive products.

Les techniques de découpage par ultrasons présentent d'autres avantages importants ainsi elles nécessitent une maintenance réduite diminuant les frais d'entretien. Le découpage par ultrasons permet en outre de réduire les pertes de matière lors de la séparation de la matière et nécessite une force réduite pour l'introduction de la lame dans la matière par rapport à une lame mécanique non vibrante.Ultrasonic cutting techniques have other important advantages and they require reduced maintenance reducing maintenance costs. Ultrasonic cutting also makes it possible to reduce the losses of material during the separation of the material and requires a reduced force for the introduction of the blade into the material by compared to a non-vibrating mechanical blade.

Une première technique de découpage à ultrason consiste à réaliser un couteau à ultrasons, la lame du couteau mise en vibration par couplage avec un générateur d'ultrasons subit des cycles de dilatation et de compression favorisant la pénétration de la lame. Cette première technique à ultrasons présente les avantages précités. Cependant, la vitesse linéaire de découpe des couteaux à ultrasons est dans la pratique limitée.A first technique of ultrasound cutting consists in producing an ultrasonic knife, the blade of the knife vibrating by coupling with an ultrasound generator undergoes cycles of expansion and compression promoting the penetration of the blade. This first ultrasound technique has the aforementioned advantages. However, the linear cutting speed of ultrasonic knives is in practice limited.

Pour pallier à la lenteur de cette première technique, il a été proposé une technique de découpage par ultrasons dans laquelle la lame vibrante est entraînée en rotation sur un arbre rotatif, ledit arbre transmettant également un mouvement de vibration. Cette technique permet de réaliser des découpes en continu et des vitesses de coupe importantes.To overcome the slowness of this first technique, it has been proposed an ultrasonic cutting technique in which the vibrating blade is rotated on a rotary shaft, said shaft also transmitting a vibration movement. This technique allows for continuous cutting and high cutting speeds.

On connaît notamment du brevet EP 0 842 018 un dispositif de découpage par ultrasons avec un outil de découpe entraîné en rotation.Patent EP 0 842 018 in particular discloses an ultrasonic cutting device with a cutting tool driven in rotation.

Dans ce dispositif, le générateur d'ultrasons est couplé à une région centrale du disque par l'intermédiaire d'un moyen de couplage constitué d'un barreau d'une extrémité amont couplée au générateur et d'une extrémité aval couplée au disque.In this device, the ultrasound generator is coupled to a central region of the disk via a coupling means consisting of a bar of an upstream end coupled to the generator and a downstream end coupled to the disk.

Il est apparu à la requérante que sur ce type de dispositif, la lame de découpe ne vibrait pas correctement lors de la découpe. Ce défaut est du au manque d'homogénéité de la transmission de la vibration entre le générateur à ultrasons et la lame de découpe, compte tenu notamment des déformations de la lame qui est pincée entre les extrémités amont et aval.It appeared to the applicant that on this type of device, the cutting blade did not vibrate properly during cutting. This defect is due to the lack of homogeneity of the transmission of the vibration between the ultrasonic generator and the cutting blade, particularly in view of the deformations of the blade which is pinched between the upstream and downstream ends.

Il est apparu ainsi à la requérante que des secteurs entiers du disque de découpe pouvaient présenter des amplitudes de vibration très faibles alors que d'autres secteurs présentaient des amplitudes de vibration importantes nuisant à la qualité de la coupe.It thus appeared to the applicant that whole sectors of the cutting disc could have very low vibration amplitudes whereas other sectors had significant vibration amplitudes which were detrimental to the quality of the cut.

La présente invention qui se situe dans le domaine de la découpe par ultrasons a pour but de pallier aux inconvénients précités et de proposer un outil de découpe destiné à être couplé avec l'arbre de sortie d'un générateur à ultrasons dont la structure permet une répartition homogène des vibrations et une forte amplitude de vibration au niveau du bord de découpe.The present invention, which is in the field of ultrasonic cutting, is intended to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a cutting tool intended to be coupled with the output shaft of a generator. ultrasound whose structure allows a homogeneous distribution of vibration and a high amplitude of vibration at the cutting edge.

La présente invention a également pour objet de proposer un outil de découpe dans lequel les dimensions de la lame de découpe peuvent être importantes et permettre la découpe d'objets d'épaisseur supérieure à un décimètre.The present invention also aims to provide a cutting tool in which the dimensions of the cutting blade can be large and allow the cutting of objects thicker than a decimeter.

Un autre objet de la présente invention est de proposer un outil de découpe dont la structure permet un filtrage des fréquences de vibration du bord de découpe.Another object of the present invention is to provide a cutting tool whose structure allows a filtering of the vibration frequencies of the cutting edge.

Un autre objet de la présente invention est de proposer un outil de découpe pouvant être aisément couplé avec l'arbre de sortie d'un générateur à ultrasons.Another object of the present invention is to provide a cutting tool that can be easily coupled to the output shaft of an ultrasonic generator.

L'invention a ainsi pour objet un outil de découpe destiné à être couplé avec l'arbre de sortie d'un générateur à ultrasons dans lequel l'outil est constitué d'une pièce unique présentant une première section sensiblement constante et une seconde section croissante en direction du bord de découpe, ladite pièce comportant en outre des moyens d'assujettissement, aptes à assurer le couplage avec ledit arbre de sortie et ménagé au niveau de la première section.The invention thus relates to a cutting tool intended to be coupled with the output shaft of an ultrasonic generator in which the tool consists of a single piece having a substantially constant first section and a second increasing section. in the direction of the cutting edge, said piece further comprising securing means, adapted to ensure coupling with said output shaft and arranged at the first section.

L'invention vise également un dispositif de découpe à ultrasons comportant un outil de découpe tel que précité.The invention also relates to an ultrasonic cutting device comprising a cutting tool as mentioned above.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple préféré de réalisation, dans lequel la description n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés parmi lesquels :

  • la figure 1 représente de manière schématique une vue en coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation de l'outil conforme à l'invention,
  • la figure 2 est une autre vue de face de l'exemple de réalisation de la figure 1,
  • la figure 3 représente de manière schématique et en vue de coupe un second exemple de réalisation de l'outil conforme à l'invention,
  • la figure 4 représente de manière schématique et en perspective un dispositif de découpe à ultrasons équipé d'un outil de découpe tel que représenté à la figure 1,
  • la figure 5 représente en perspective une vue partielle d'un outil dans un premier mode de vibration,
  • la figure 6 représente en perspective une vue partielle d'un outil dans un second mode de vibration.
Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, in which the description is given by way of non-limiting example and with reference in the accompanying drawings, among which:
  • FIG. 1 schematically represents a view in longitudinal section of a first exemplary embodiment of the tool according to the invention,
  • FIG. 2 is another front view of the embodiment of FIG. 1,
  • FIG. 3 diagrammatically and in sectional view a second embodiment of the tool according to the invention,
  • FIG. 4 schematically and in perspective shows an ultrasonic cutting device equipped with a cutting tool as represented in FIG. 1,
  • FIG. 5 shows in perspective a partial view of a tool in a first mode of vibration,
  • Figure 6 shows in perspective a partial view of a tool in a second mode of vibration.

En se reportant principalement aux figures 1 et 4, on voit un outil de découpe 1. Cet outil est constitué d'une pièce unique 1 présentant une première section 2 sensiblement constante et une seconde section 3 croissante en direction du bord de découpe 4. L'outil de découpe 1 est destiné à être couplé avec l'arbre de sortie 5 d'un générateur à ultrasons 6. A cet effet l'outil 1 comporte des moyens d'assujettissement 7 disposés au niveau de la première section 2 et aptes à assurer le couplage avec ledit arbre 5.Referring mainly to Figures 1 and 4, we see a cutting tool 1. This tool consists of a single piece 1 having a first substantially constant section 2 and a second section 3 increasing towards the cutting edge 4. L cutting tool 1 is intended to be coupled with the output shaft 5 of an ultrasonic generator 6. For this purpose the tool 1 comprises securing means 7 arranged at the level of the first section 2 and adapted to coupling with said shaft 5.

En se reportant à la figure 1, on voit que les moyens d'assujettissement 7 sont constitués d'un taraudage 9 ménagé à l'intérieur de l'outil de découpe 1 et dont les dimensions coïncident avec une extrémité filetée 8 de l'arbre de sortie 5.Referring to FIG. 1, it can be seen that the securing means 7 consist of a tapping 9 formed inside the cutting tool 1 and whose dimensions coincide with a threaded end 8 of the shaft output 5.

A l'inverse on pourra prévoir que les moyens d'assujettissement 7 sont constitués d'un filetage coopérant avec une extrémité taraudée de l'arbre de sortie 5.Conversely, it can be provided that the securing means 7 consist of a thread cooperating with a threaded end of the output shaft 5.

Bien évidemment, d'autres modes d'assujettissement connus de l'homme du métier pourront être également envisagés, l'assujettissement devant permettre la transmission des vibrations avec une perte d'amplitude minimale.Of course, other modes of subjection known to those skilled in the art may also be considered, the subjection to allow the transmission of vibration with minimal loss of amplitude.

De manière à assurer une bonne transmission des vibrations, la zone de liaison entre l'arbre de sortie 5 et l'outil de découpe 1 correspondra à une zone de vibration importante, on prévoit que la géométrie de l'outil de découpe 1 sera adaptée à la fréquence principale à laquelle il sera soumis. Cette adaptation pourra consister à proposer des outils de découpe 1 présentant des longueurs variables pour la première section 1 sensiblement constantes.In order to ensure a good transmission of vibrations, the zone the connection between the output shaft 5 and the cutting tool 1 will correspond to a large vibration area, it is expected that the geometry of the cutting tool 1 will be adapted to the main frequency to which it will be subjected. This adaptation may consist in proposing cutting tools 1 having variable lengths for the first section 1 substantially constant.

Cette longueur sera également déterminée de manière à obtenir un rapport compris entre 2 et 10 entre la vibration dans la zone de liaison entre l'arbre de sortie 5 et l'outil 1 et la vibration dans la zone de contact du bord de découpe 4.This length will also be determined so as to obtain a ratio between 2 and 10 between the vibration in the connection zone between the output shaft 5 and the tool 1 and the vibration in the contact zone of the cutting edge 4.

De manière à contrôler également le nombre de flexions radiales et le nombre de flexions sur la circonférence du bord de découpe 4, on prévoit tels que représentés à la figure 2 des moyens de filtrage de fréquence 11 constitués par un ensemble d'évidements 10.In order to also control the number of radial bends and the number of bends on the circumference of the cutting edge 4, provision is made, as shown in FIG. 2, for frequency filtering means 11 constituted by a set of recesses 10.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les évidements 10 sont linéaires, toutefois bien d'autres formes pourront également être envisagées pour ces évidements 10. Selon une variante de réalisation, ces évidements pourront atteindre le rayon externe des disques.In the embodiment of Figure 2, the recesses 10 are linear, however many other forms may also be envisaged for these recesses 10. According to an alternative embodiment, these recesses can reach the outer radius of the discs.

Selon une variante de réalisation les moyens de sélection pourront également être constitués par des rainures.According to an alternative embodiment, the selection means may also be constituted by grooves.

Ces moyens de filtrage de fréquence 11 constituent un filtre de fréquence permettant de supprimer les fréquences parasitiques. Ces moyens de filtrage de fréquence 11 sont particulièrement intéressants puisqu'ils permettent la réalisation d'un outil de découpe 1 avec une fréquence de fonctionnement privilégiée. La fréquence de vibration va dépendre des dimensions du diamètre du bord de découpe qui pourra être notamment compris entre 20 et 500 mm. Les moyens de filtrage 11 permettent dans une certaine mesure d'ajuster la fréquence pour un diamètre donné en plus de filtrer les fréquences parasites.These frequency filtering means 11 constitute a frequency filter for suppressing the parasitic frequencies. These frequency filtering means 11 are particularly interesting since they allow the realization of a cutting tool 1 with a preferred operating frequency. The vibration frequency will depend on the dimensions of the diameter of the cutting edge which may be in particular between 20 and 500 mm. The filtering means 11 make it possible to a certain extent to adjust the frequency for a given diameter in addition to filtering the parasitic frequencies.

On pourra notamment réaliser les moyens de filtrage de fréquence 11 pour que l'outil de découpe 1 soit adapté à des fréquences d'utilisation comprises entre 10 et 80 kHz.It will be possible in particular to realize the frequency filtering means 11 so that the cutting tool 1 is suitable for use frequencies between 10 and 80 kHz.

En se reportant cette fois principalement à la figure 3 représentant un second mode de réalisation de l'invention, on voit que l'outil de découpe 1 présente une troisième section 12 décroissante.Referring this time mainly to Figure 3 showing a second embodiment of the invention, we see that the cutting tool 1 has a third section 12 decreasing.

Cette troisième section 12 décroissante permet de constituer un bras de levier.This decreasing third section 12 makes it possible to constitute a lever arm.

Avantageusement, la troisième section présentera une dissymétrie par rapport au profil d'entrée, c'est-à-dire les première et seconde sections. En modifiant les dimensions respectives des différentes sections 2, 3 et 12, on pourra modifier le comportement vibratoire de l'outil 1.Advantageously, the third section will have an asymmetry with respect to the input profile, that is to say the first and second sections. By modifying the respective dimensions of the various sections 2, 3 and 12, it will be possible to modify the vibratory behavior of the tool 1.

En se reportant aux figures 5 et 6, on voit deux modes de vibration de l'outil 1 avec dans la figure 5 un mode de vibration radial et dans la figure 6 un mode de vibration axial.Referring to FIGS. 5 and 6, two modes of vibration of the tool 1 are seen with a radial vibration mode in FIG. 5 and in FIG. 6 an axial vibration mode.

La troisième section 12 dissymétrique permet de constituer des moyens de répartition des vibrations entre des composantes vibratoires axiale et radiale de l'outil 1.The asymmetrical third section 12 makes it possible to constitute means of distribution of the vibrations between axial and radial vibratory components of the tool 1.

Il est également important de souligner que cette troisième section 12 peut être symétrique de l'ensemble formé par la première et seconde sections 2 et 3 par rapport au plan de coupe et comprendre des seconds moyens d'assujettissement 14 permettant le couplage avec un second outil de découpe non représenté dans les dessins annexés.It is also important to emphasize that this third section 12 may be symmetrical with the assembly formed by the first and second sections 2 and 3 with respect to the section plane and comprise second securing means 14 for coupling with a second tool cutting not shown in the accompanying drawings.

La troisième section 12 présentant un profil symétrique permet la transmission des vibrations du premier outil de découpe 1 vers un second outil sans modification des caractéristiques des vibrations transmises au premier outil, si ce n'est une amplitude plus faible compte tenu de la vibration du premier outil de découpe 1.The third section 12 having a symmetrical profile allows the transmission of the vibrations of the first cutting tool 1 to a second tool without modifying the characteristics of the vibrations transmitted to the first tool, if not a smaller amplitude given the vibration of the first cutting tool 1.

Cette disposition permet de disposer sur un même arbre de sortie 5 plusieurs outils de découpe 1 permettant de couper un même produit plusieurs fois ou éventuellement plusieurs produits en même temps.This arrangement allows to have on the same output shaft 5 several cutting tools 1 for cutting the same product several times or possibly several products at the same time.

De manière avantageuse les seconds moyens d'assujettissement seront identiques aux premiers moyens d'assujettissement 7.Advantageously the second securing means will be identical to the first securing means 7.

Dans les exemples de réalisation des figures 1 à 5, on voit que le bord de découpe 4 est circulaire et symétrique. Cette forme classique du bord de découpe 4 peut être utilisée dans de nombreuses applications.In the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 5, it can be seen that the cutting edge 4 is circular and symmetrical. This conventional shape of the cutting edge 4 can be used in many applications.

Toutefois cette réalisation n'est pas limitative et, en fonction notamment d'applications ou de contraintes spécifiques, on pourra prévoir un outil de découpe 1 dans lequel le bord de découpe 4 n'est pas circulaire.However, this embodiment is not limiting and, depending in particular on applications or specific constraints, it can provide a cutting tool 1 in which the cutting edge 4 is not circular.

A ce sujet le profil du bord de découpe 4 pourra notamment définir une hélice ou un bord dentelé.In this regard the profile of the cutting edge 4 may in particular define a helix or a serrated edge.

Ce bord de découpe 4 pourra également être asymétrique et notamment taillé en biseau.This cutting edge 4 may also be asymmetrical and in particular bevelled.

A ce sujet, il est intéressant de noter que l'outil de découpe 1 sera réalisé dans la masse à partir d'un bloc de matériau tel que du titane, de l'acier ou des alliages titane- acier.In this regard, it is interesting to note that the cutting tool 1 will be made in the mass from a block of material such as titanium, steel or titanium-steel alloys.

En fonction des conditions d'utilisation de l'outil de découpe 1, on pourra prévoir que le bord de découpe 4 de l'outil 1 soit recouvert d'un matériau protecteur.Depending on the conditions of use of the cutting tool 1, it can be provided that the cutting edge 4 of the tool 1 is covered with a protective material.

Selon une variante de réalisation particulièrement prévue pour des applications de type agro-alimentaire, on pourra également recouvrir le bord de découpe 4 d'un matériau anti-adhérent et par exemple de type PTFE.According to an alternative embodiment particularly intended for applications of the agri-food type, it is also possible to cover the cutting edge 4 with a non-adherent material, for example of the PTFE type.

En se reportant à la figure 3, on voit un dispositif de découpe à ultrasons équipé d'un outil de découpe 1 réalisé selon l'invention. Dans l'exemple de réalisation, l'arbre de sortie 5 est un arbre rotatif. Toutefois, on pourra imaginer des arbres transmettant uniquement des efforts en vibration.Referring to Figure 3, there is an ultrasonic cutting device equipped with a cutting tool 1 made according to the invention. In the exemplary embodiment, the output shaft 5 is a rotary shaft. However, we can imagine trees transmitting only efforts in vibration.

Le dispositif de découpe pourra également être monté sur un bras déplaçable dans les trois dimensions permettant par exemple la découpe d'un produit selon plusieurs angles, le produit étant déplacé sur une surface plane mobile telle qu'un convoyeur.The cutting device may also be mounted on a movable arm in three dimensions for example for cutting a product at several angles, the product being moved on a moving flat surface such as a conveyor.

En se reportant aux figures 5 et 6, on voit un outil 1 en vibration. La réalisation de l'outil 1 en une pièce unique avec un assujettissement direct avec l'arbre de sortie 5 en dehors du plan de coupe assure une conversion optimale des vibrations jusqu'au bord de découpe 4 et une homogénéité des vibrations sur l'ensemble de la surface dudit bord 4.Referring to Figures 5 and 6, we see a tool 1 in vibration. The realization of the tool 1 in a single piece with a direct fastening with the output shaft 5 outside the cutting plane ensures optimal conversion of the vibrations to the cutting edge 4 and homogeneity of the vibrations on the whole of the surface of said edge 4.

Bien entendu, d'autres avantages et caractéristiques de l'invention à la portée de l'homme de l'art auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention tel que défini dans les revendications ci-après.Of course, other advantages and features of the invention within the reach of ordinary skill in the art could have been envisaged without departing from the scope of the invention as defined in the claims below.

Claims (17)

Outil de découpe destiné à être couplé avec l'arbre de sortie d'un générateur à ultrasons, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce unique (1) présentant une première section (2) sensiblement constante et une seconde section (3) croissante en direction du bord de découpe (4), ladite pièce (1) comportant en outre des moyens d'assujettissement (7), aptes à assurer le couplage avec ledit arbre de sortie (5), et ménagés au niveau de la première section (2) et en ce qu'il comprend des moyens de filtrage (11) permettant un fonctionnement optimal dudit outil de découpe pour une fréquence donnée.Cutting tool for coupling with the output shaft of an ultrasonic generator, characterized in that it consists of a single piece (1) having a substantially constant first section (2) and a second section ( 3) increasing towards the cutting edge (4), said part (1) further comprising securing means (7), able to ensure coupling with said output shaft (5), and arranged at the level of the first section (2) and in that it comprises filtering means (11) allowing optimal operation of said cutting tool for a given frequency. Outil de découpe dans lequel les moyens d'assujettissement (7) sont constitués d'un taraudage (9) ou d'un filetage (8) apte à coopérer respectivement avec une extrémité filetée ou taraudée de l'arbre de sortie (5) du générateur à ultrasons.Cutting tool in which the securing means (7) consist of a thread (9) or a thread (8) adapted to cooperate respectively with a threaded or threaded end of the output shaft (5) of the ultrasonic generator. Outil de découpe selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2 précédente, dans lequel les moyens de filtrage de fréquence (11) sont constitués d'au moins un évidement (10).Cutting tool according to either of claims 1 or 2 above, wherein the frequency filtering means (11) consist of at least one recess (10). Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la longueur de la première section (2) permet un rapport compris entre 2 et 10 entre la vibration dans la zone de liaison entre l'arbre de sortie (5) et l'outil (1) et la vibration dans la zone de contact du bord de découpe (4).Cutting tool according to any one of the preceding claims, wherein the length of the first section (2) allows a ratio between 2 and 10 between the vibration in the connection zone between the output shaft (5) and the tool (1) and vibration in the contact area of the cutting edge (4). Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce (1) présente une troisième section (12) décroissante constituant un bras de levier.Cutting tool according to any one of the preceding claims, wherein the piece (1) has a third section (12) decreasing constituting a lever arm. Outil de découpe selon la revendication 5, dans lequel la troisième section (12) présente une dissymétrie par rapport à l'ensemble formé par les première et seconde sections permettant de constituer des moyens de répartition des vibrations entre des composantes axiale et radiale.Cutting tool according to claim 5, wherein the third section (12) has an asymmetry with respect to the assembly formed by the first and second sections making it possible to form means of distribution of vibrations between axial and radial components. Outil de découpe selon la revendication 5 précédente, dans lequel la troisième section (12) est symétrique de l'ensemble formé par la première et la seconde sections (2,3) par rapport au plan de coupe et comprend des seconds moyens d'assujettissement (14) permettant le couplage avec un second outil de découpe.Cutting tool according to the preceding claim 5, wherein the third section (12) is symmetrical with the assembly formed by the first and second sections (2,3) with respect to the cutting plane and comprises second securing means (14) for coupling with a second cutting tool. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le bord de découpe (4) est circulaire.Cutting tool according to any one of the preceding claims wherein the cutting edge (4) is circular. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le profil du bord de découpe (4) définit une hélice.Cutting tool according to any one of claims 1 to 7, wherein the profile of the cutting edge (4) defines a helix. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bord de découpe (4) est symétrique.Cutting tool according to any one of the preceding claims, wherein the cutting edge (4) is symmetrical. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes, dans lequel le bord de découpe (4) est asymétrique.Cutting tool according to any one of the preceding claims 1 to 9, wherein the cutting edge (4) is asymmetrical. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, réalisé à partir d'un bloc de titane, d'acier ou d'un alliage titane-acier.Cutting tool according to any one of the preceding claims, made from a block of titanium, steel or a titanium-steel alloy. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le bord de découpe (4) est recouvert d'un matériau protecteur.Cutting tool according to any one of the preceding claims wherein the cutting edge (4) is covered with a protective material. Outil de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bord de découpe (4) est recouvert d'un matériau anti-adhérent.Cutting tool according to any one of the preceding claims, wherein the cutting edge (4) is covered with a non-stick material. Dispositif de découpe à ultrasons comportant un outil de découpe (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.Ultrasonic cutting device comprising a cutting tool (1) according to any one of the preceding claims. Dispositif de découpe à ultrasons selon la revendication précédente, équipé d'un arbre de sortie (5) rotatif.Ultrasonic cutting device according to the preceding claim, equipped with a rotary output shaft (5). Dispositif de découpe selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 16, monté sur un bras déplaçable dans les trois dimensions.Cutting device according to either of claims 5 and 16, mounted on an arm movable in three dimensions.
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