WO2002055248A1 - Procede de fabrication d'un outil de coupe souple, et outil de coupe souple ainsi obtenu - Google Patents

Procede de fabrication d'un outil de coupe souple, et outil de coupe souple ainsi obtenu Download PDF

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WO2002055248A1
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flexible
support
filiform
cutting
rigid elements
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PCT/FR2002/000135
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Philippe Schrall
Jean Pierre Gelis
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    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
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    • B28D1/124—Saw chains; rod-like saw blades; saw cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5116—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling forging and bending, cutting or punching

Definitions

  • the present invention relates to the field of flexible cutting tools comprising a flexible filiform support which has a substantially constant circular cross section, a plurality of rigid elements integral with said flexible filiform support, said plurality of rigid elements comprising at least one cutting edge. frontal developing in the space surrounding the flexible filiform support, as well as their manufacturing process.
  • Abrasive wire type cutting tools are known, for example obtained by dipping a metal wire of a determined length, generally small, in a container containing abrasive elements which will be fixed on the surface of the wire.
  • Such a manufacturing process limits the length of abrasive wire that can be obtained, in particular by the dimensions of the dipping container, giving such abrasive wires a limited particular use, in particular to saws with reciprocating movements of cutting length. scaled down.
  • the abrasive wire obtained by dipping only allows total covering of the surface of the core of the wire, which can in certain cases cause problems of evacuation of the material removed and of heating of the wire.
  • the cutting speed remains low, and the cost of such an abrasive tool high.
  • Flexible cutting tools are also known comprising a plurality of rigid elements integral with the flexible filiform support, these rigid elements comprising at least one front cutting edge developing in the space surrounding the flexible filiform support.
  • the present invention provides a method of manufacturing a flexible cutting tool, which overcomes these drawbacks, and provide other advantages. More specifically, the invention relates to a method of manufacturing a flexible cutting tool comprising a flexible filiform support which has a substantially constant circular cross section, a plurality of rigid elements integral with said flexible filiform support, said plurality of rigid elements comprising at least one front cutting edge developing in the space surrounding the filiform flexible support, characterized in that said plurality of rigid elements is obtained at least by winding and crimping, respectively, a plurality of sections of metal strips around said flexible support.
  • the method according to the invention consists in: a) placing at least one metal strip at least partially around said flexible filiform support, and cutting said at least one metallic strip to the desired length as a function of the diameter of said flexible support filiform, so as to form at least one section of metal strip, b) grinding at least one of the two ends of said at least one section, c) perfecting the winding of said at least one section of metal strip around said flexible filiform support so that the two ends are joined, d) weld said two ends of said at least one section, e) form said at least one cutting edge by means of an impact tool simultaneously causing the crimping of said at least one section on said flexible filiform support, f) surface hardening of said at least one cutting edge by a heat treatment making it possible to obtain said at least one rigid element.
  • said step of forming said at least one cutting edge by means of a striking tool is carried out radially and concentric with said flexible thread-like support.
  • the method according to the invention consists in carrying out steps a) to f) successively by means of a tool to be followed by advancement of said filiform flexible support.
  • the method according to the invention consists in renewing the successive execution of steps a) to f) by means of a tool to be followed by advancing said flexible filiform support and said metal strip, in order to associate said plurality of rigid elements to said filiform flexible support.
  • the method according to the invention consists in imparting a rotation to said flexible filiform support during its advancement so as to angularly offset said at least one cutting edge on two successive rigid elements.
  • the method according to the invention consists in forming at least two different successive cutting edges on two successive rigid elements, respectively, during step e).
  • the method according to the invention also consists in sharpening said at least one cutting edge after having hardened it superficially, in order to modify its profile.
  • the method according to the invention also consists in carrying out a surface treatment of said at least one cutting edge after having hardened it surface, in order to increase its hardness and its resistance to wear.
  • the invention also relates to a flexible cutting tool comprising a flexible filiform support which has a substantially constant circular cross section, comprising a plurality of rigid elements integral with the flexible filiform support, said plurality of rigid elements comprising at least one edge frontal cutting edge developing in the space surrounding the filiform flexible support, characterized in that said tool is obtained by a method according to the invention.
  • each rigid element advantageously rigidly fixed on the flexible support leads to minus a front cutting edge allowing the material to be machined in the manner of a cutting tool.
  • the rigid cutting element no longer acts by its lateral surface which rubs against the material to be cut, but acts by its front face which has a cutting edge.
  • said cutting edge develops in the space surrounding the filiform flexible support, on at least one of the rigid elements.
  • said rigid elements are spaced at a determined pitch along the flexible support.
  • said rigid elements respectively adopt a longitudinal external surface comprising a conical shape, said longitudinal external surface being delimited between a first and a second transverse end surfaces, said first end surface having a surface greater than that of the second end surface, the projection of the second end surface along a longitudinal axis of the flexible support being inscribed in said first end surface, and in that said at least one cutting edge is formed by the line of intersection between the longitudinal outer surface of the rigid element and the first end surface of the latter.
  • Such a rigid element form is more particularly suitable for cutting non-abrasive materials, for example materials that are encountered in the food industry, such as frozen products.
  • two successive rigid elements are angularly offset in a plane transverse to the flexible support.
  • the front cutting section can be distributed over several rigid elements, a rigid element assuming only part of the cutting edge defining the front cutting section.
  • said filiform flexible support is a monotoron cable.
  • said flexible support forms a loop.
  • FIG. 1 is a schematic view in longitudinal section of a first exemplary embodiment of a flexible cutting tool according to the invention.
  • FIG. 2 is an end view, in direction F, of the example according to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic view in longitudinal section of a second exemplary embodiment of a flexible cutting tool according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view in longitudinal section of a third exemplary embodiment of a flexible cutting tool according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic view in longitudinal section of a fourth exemplary embodiment of a flexible cutting tool according to the invention.
  • FIG. 6 is a schematic view in longitudinal section of a fifth exemplary embodiment of a flexible cutting tool according to the invention.
  • Figures 7 to 12 show in end view six examples of embodiments of part of the flexible cutting tool according to the invention.
  • Figures 13 to 17 show in cross-sectional view five stages of manufacture of an exemplary embodiment of a method of manufacturing a flexible cutting tool according to the invention.
  • the flexible cutting tool shown in FIGS. 1 and 2 comprises a flexible filiform support 1, which has a substantially constant circular cross section, a plurality of rigid elements 2 integral with the flexible filiform support 1, comprising respectively a first 3 and a second 12 front cutting edges developing in the space 4 surrounding the filiform flexible support.
  • the flexible filiform support 1 can be of any flexible material, resistant in traction to the cutting force which must be provided, for example a metal cable as shown, or a braided cord made of aramid fibers or the like.
  • the cable material should be wear resistant depending on the material being cut.
  • the cut material is abrasive, for example brick or paper
  • the cable will preferably be a single-strand metal cable, less flexible than a multi-strand cable, but more resistant.
  • the incidence of use of a single-strand cable lies mainly in the minimum radius of curvature of such a cable, which is larger than that of a multi-strand cable.
  • the flexible wire-like support may be a multi-strand wire rope, thus allowing the use of drive pulleys with a diameter lower, and thus obtaining a cutting machine with a smaller volume, up to that of a household appliance for example.
  • the rigid elements 2 are made of metal, for example steel for a cutting tool capable of undergoing cold forming, and obtained at least by winding and crimping, respectively from a plurality of sections of metal strips around the flexible support 1.
  • Each section of metal strip from which a rigid element is made has a width less than or equal to the length of the rigid element and a length corresponding approximately to the circumference of the flexible filiform support, then is wound and crimped around the latter , as explained below.
  • the width of the strip section can indeed be determined taking into account the fact that during crimping there is a certain creep of the material.
  • the rigid elements 2 can advantageously undergo a heat treatment in order to increase their resistance to wear.
  • the rigid elements 2 are associated respectively with the filiform flexible support 1 by a total rigid connection, obtained by crimping.
  • the rigid elements 2 are spaced along the flexible support 1 according to a determined pitch 5, for example a variable pitch, or a constant pitch as shown in FIG. 1.
  • the rigid elements 2 adopt for example respectively a longitudinal outer surface 6 generated by a straight line 7 which moves parallel to a fixed direction 8 by pressing on a determined line 9, the longitudinal external surface being delimited between a first 10 and a second 11 transverse end surfaces, the first 3 and second 12 cutting edges being constituted respectively by the intersection lines between the longitudinal outer surface 6 of the rigid element 2 and the first 10 and second 11 end surfaces of the latter.
  • the first 3 and second 12 cutting edges are advantageously formed by means of an impact tool simultaneously causing the crimping of the section of metal strip on the filiform flexible support 1.
  • the fixed direction is given by the longitudinal axis 8 of the flexible support, and the determined line 9 is a closed curved line, a circle 9 in this case, thus giving a rigid element 2 the shape of a cylinder with circular cross section.
  • the first 10 and second 11 transverse end surfaces are mutually parallel, and perpendicular to the longitudinal axis 8 of the flexible support 1, so that a rigid element 2 takes the form of a straight cylinder.
  • the cutting edges 3, 12 opposite one another allow the flexible tool to work in section along the longitudinal axis 8 in one direction and the opposite direction, so that the flexible cutting tool can operate in back and forth or continuous unidirectional movement.
  • a single end surface 10 or 11 ensures the role of cutting face, and in the case of an alternating bidirectional displacement of the tool, the two faces of opposite ends 10, 11 alternately provide the cutting face function.
  • FIG. 3 represents a flexible cutting tool similar to that of FIG. 1, unlike the rigid elements 102 which adopt another form.
  • elements similar to those of the cutting tool represented in FIG. 1 have been referenced with the same numerical references added to the number 100.
  • the rigid elements 102 respectively adopt a longitudinal outer surface 106 having a conical shape, the longitudinal outer surface 106 being delimited between a first 110 and a second 111 transverse end surfaces, the first end surface 110 having an area greater than that of the second end surface 111, the projection of the second end surface 111 along a longitudinal axis 108 of the flexible support 101 being inscribed in the first end surface 110, the cutting edge 103 being constituted by the line d intersection between the longitudinal outer surface 106 of the rigid element 102 and the first 110 end surface of the latter.
  • the elements 102 are frustoconical, the external shape of which is inscribed in straight cones respectively, the second end surface being substantially equal to the cross section of the flexible support 102, as shown.
  • FIG. 4 represents a flexible cutting tool similar to that of FIG. 1 or 3, unlike the rigid elements 202 which adopt another form.
  • the rigid elements 202 respectively adopt a longitudinal external surface 206 having a conical shape, the longitudinal external surface 206 being delimited between a first 210 and a second 211 transverse end surfaces, the first end surface 210 having an area greater than that of the second end surface 111, the projection of the second end surface 211 along a longitudinal axis 208 of the flexible support 201 being inscribed in the first end surface 210, the cutting edge 203 being constituted by the line d intersection between the longitudinal outer surface 106 of the rigid element 102 and the first 110 end surface of the latter.
  • the rigid elements 202 respectively take the form of a cylindrical part 216 of circular section followed in the axis 208 of the support 201 of a conical part 216 whose base section corresponds to the cross section of the part cylindrical 216 and the section opposite to the base section corresponds to the cross section of the support 201.
  • FIG. 5 represents a flexible cutting tool similar to that of FIG. 1, unlike the rigid elements 302 which adopt another shape and / or a different method of attachment to the support.
  • the elements similar to those of the cutting tool represented in FIG. 1 have been referenced with the same numerical references added to the number 300.
  • the rigid elements 302 are made from rolled sheets and crimped onto the support 301, the sheets comprising, for example respectively two shoulders 303, 312 opposite so as to form a stepped section as shown in FIG. 5, or in FIG. 6 for which the sheets have a single shoulder.
  • the cut is made by the central part of the sheet whose diameter is the largest, the two cutting edges 303 and 312 being constituted by the two shoulders respectively.
  • the lateral parts 314 can be used to reinforce the crimping of the rigid element 302 on the support 301.
  • FIG. 6 represents a flexible cutting tool similar to that of FIG. 5, unlike the rigid elements 402 which adopt another form.
  • the elements similar to those of the cutting tool represented in FIG. 5 have been referenced with the same numerical references added to the number 100.
  • a single part lateral 414 is attached to the central part of the rigid element 402, which is also obtained from a metal sheet or strip.
  • the rigid element 402 has two cutting edges 403 and 412 in order to cut in the two opposite directions of movement of the support.
  • the rigid elements can adopt various cross sections, which can be identical or different on the same support.
  • two successive rigid elements can be offset angularly in a plane transverse to the flexible support so that the peripheral line of the cutting section can be imparted by several rigid elements and not just one.
  • the examples of rigid elements represented adopt respectively a longitudinal exterior surface (not shown in the figures) generated by a straight line which moves parallel to a fixed direction by pressing on a determined line, the longitudinal exterior surface being delimited between a first and a second transverse end surfaces, and the one or more cutting edges being formed by the line of intersection between the longitudinal outer surface of the rigid element and at least the first end surface of the latter shown in end view in FIGS. 7 to 12.
  • the contour shown in each figure 7 to 12 illustrates this line of intersection which constitutes the cutting edge.
  • the fixed direction is given by the longitudinal axis of the flexible support, and the determined line is a broken broken line.
  • the closed broken line comprises one or more curved parts, in particular arcs of circles.
  • FIGS. 7 to 12 the connection by welding of the two ends of a section of metal strip forming a rigid element has been shown in the darkened area.
  • the flexible cutting tool according to the invention will be manufactured in the following manner: a ring strip in the desired profile, from which the rigid cutting elements will be formed, and a ring cable serving as flexible support for the rigid elements will be arranged on a suitable frame, as described below; the strip will be cut into identical metal strip sections of determined length corresponding substantially to the circumference of the cable, which will then be rolled around the cable and crimped according to a defined pitch.
  • An example of such a method of manufacturing a cutting tool as shown for example in FIG. 1 will now be detailed in support of FIGS. 13 to 17.
  • the example of the following process is advantageously carried out on a multiple slide press, of the "Bihler" type for example, according to the technique of the tools to be followed.
  • the method consists in: a) placing a metal strip 20 partially around the flexible filiform support 1, for example as shown in FIG. 13, so as to leave the free end 23 of the strip free, and cutting the metal strip at the desired length as a function of the diameter of the filiform flexible support, so as to leave free the other end 22 of the strip formed by the sectioning, so as to form at least one section 21 of metal strip capable of completely surrounding the circumference of the support flexible 1, b) grind the two ends 22, 23 of the section 21, as shown in FIG.
  • step d) c) perfect the winding of the section 21 of metal strip around the filiform flexible support 1 so that the two ends 22, 23 silk nt contiguous, as shown in Figure 15, this step being performed by means of appropriate closing dies (not shown), the junction of the ends being represented by the reference 26, d) welding the two ends of the section 21, as shown in the Figure 16, for example by brazing 24, the welding method must be compatible with the constituent material of the flexible support, e) forming the cutting edges 3, 12 by means of an impact tool simultaneously causing the crimping of the section 21 on the flexible filiform support 1, as shown in FIG. 17, the shape of the tool to strike defining the longitudinal outer surface of the rigid element, for example cylindrical with circular cross section in the example shown, f) surface hardening the two cutting edges 3, 12 by a heat treatment to obtain a rigid element.
  • the step of forming the cutting edges 3, 12 by means of a striking tool is advantageously carried out radially and concentric with the filiform flexible support 1, as shown by the arrows 25 in FIG. 17.
  • Steps a) to f) can be carried out successively by means of tools to be followed by advancing the filiform flexible support and the section of metal strip in the course of connection with the flexible support.
  • the successive execution of steps a) to f) is renewed by means of said tools to be followed by advancement of the filiform flexible support and of the metal strip, with a view to associating the plurality of rigid elements 2 with the filiform flexible support 1.
  • the method according to the invention can advantageously consist in sharpening a cutting edge after having hardened it surface, ie after step f), in order to modify its profile or a cutting angle.
  • This operation is advantageously carried out by means of grinding wheels which can be mounted on an additional slide of the multiple slide press.
  • the method according to the invention can advantageously consist in carrying out a surface treatment of the cutting edge after having hardened it superficially, ie after step f), in order to increase its hardness and its resistance to wear.
  • a flexible cutting wire intended to be used for cutting raw brick, clay or the like can adopt the following configuration:
  • a plurality of rigid elements which once produced, each have a circular cross section of external diameter equal to 2 mm, a length equal to 2 mm, spaced at a constant pitch of 4 mm on the cable, in heat treated steel, crimped on the cable.
  • the strip from which the rigid elements are made may adopt a thickness of 0.5 mm in order to define rings of 2 mm in diameter, thickness increasing to 0.2 mm in the event of a shoulder for the parts side.
  • the rigid elements can advantageously undergo heat treatment, for example induction hardening, after assembly with the cable.
  • the flexible cutting tool can undergo a surface treatment intended to protect it and improve its resistance, for example an electrolytic deposit such as silicon oxide.
  • the ends of the cutting tool thus obtained, via the ends of the cable, will preferably be associated, in any known manner, in order to form a loop thanks to the loop thus formed by the cable.
  • the loop cutting tool will be used on any suitable machine between two pulleys, one of which will be powered, like a cable stretched between two pulleys.
  • the machine must, as necessary, either by moving the cutting tool, or by moving the support of the material to be cut, allow a cut along a plane or according to any profile generated by a generator formed by the axis of cutting defined by the support cable.
  • a machine is for example described in French patent application FR 9604641.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un outil de couple souple comportant un support flexible filiforme (1) qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides (2) solidaires dudit support flexible filiforme (1), ladite pluralité d'éléments rigides (2) comportant au moins une arête tranchante (3) frontale se développant dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments rigides est obtenue au moins par enroulement et sertissage, respectivement d'une pluralité de tronçons de bandes métalliques autour dudit support flexible. Outil de coupe obtenu par un tel procédé. Utilisation d'un tel outil de coupe notamment pour la découpe de la brique crue, l'argile ou analogue.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN OUTIL DE COUPE SOUPLE, ET OUTIL DE COUPE SOUPLE AINSI OBTENU
La présente invention se rapporte au domaine des outils de coupe souples comportant un support flexible filiforme qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides solidaires dudit support flexible filiforme, ladite pluralité d'éléments rigides comportant au moins une arête tranchante frontale se développant dans l'espace entourant le support flexible filifomie, ainsi qu'à leur procédé de fabrication. On connaît des outils de coupe de type fil abrasif, par exemple obtenus par trempage d'un fil métallique d'une longueur déterminé, faible en général, dans un récipient contenant des éléments abrasifs qui vont se fixer sur la surface du fil. Un tel procédé de fabrication limite la longueur de fil abrasif que l'on peut obtenir, en particulier par les dimensions du récipient de trempage, conférant à de tels fils abrasifs un usage particulier limité, notamment à des scies à mouvements alternatifs de longueur de coupe réduite. En outre, le fil abrasif obtenu par trempage n'autorise qu'un recouvrement total de la surface de l'âme du fil, ce qui peut entraîner dans certains cas des problèmes d'évacuation de la matière enlevée et de chauffage du fil. Enfin, la vitesse de coupe reste faible, et le coût d'un tel outil abrasif élevé. On connaît également des outils de coupe souple comportant une pluralité d'éléments rigides solidaires du support flexible filiforme, ces éléments rigides comportant au moins une arête tranchante frontale se développant dans l'espace entourant le support flexible filiforme. De tels outils sont plus particulièrement décrits dans les documents FR 1 378 362, FR 949 457, FR 2 019 598, US 5,080,086, DE 197 52 223, US 2,696,228, DE 35 27 841, DE 24 00 205, DE 43 06 273. Cependant, tous ces outils sont très onéreux à fabriquer, tout en étant des outils d'usure destinés à être renouveler.
La présente invention propose un procédé de fabrication d'un outil de coupe souple, qui permet de pallier ces inconvénients, et d'apporter d'autres avantages. Plus précisément, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides solidaires dudit support flexible filiforme, ladite pluralité d'éléments rigides comportant au moins une arête tranchante frontale se développant dans l'espace entourant le support flexible filiforme, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments rigides est obtenue au moins par enroulement et sertissage, respectivement d'une pluralité de tronçons de bandes métalliques autour dudit support flexible.
Selon une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste à : a) placer au moins une bande métallique au moins partiellement autour dudit support flexible filiforme, et sectionner ladite au moins une bande métallique à la longueur voulue en fonction du diamètre dudit support flexible filiforme, de façon à former au moins un tronçon de bande métallique, b) meuler au moins une des deux extrémités dudit au moins un tronçon, c) parfaire l'enroulement dudit au moins un tronçon de bande métallique autour dudit support flexible filiforme de sorte que les deux extrémités soient jointives, d) souder lesdites deux extrémités dudit au moins un tronçon, e) former ladite au moins une arête tranchante au moyen d'un outil à frapper entraînant simultanément le sertissage dudit au moins un tronçon sur ledit support flexible filiforme, f) durcir superficiellement ladite au moins une arête tranchante par un traitement thermique permettant d'obtenir ledit au moins un élément rigide.
Selon une autre caractéristique, ladite étape de formage de ladite au moins une arête tranchante au moyen d'un outil à frapper est exécutée de manière radiale et concentrique au dit support flexible filiforme.
Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste à exécuter les étapes a) à f) successivement au moyen d'un outil à suivre par avancement dudit support flexible filiforme.
Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste à renouveler l'exécution successive des étapes a) à f) au moyen d'un outil à suivre par avancement dudit support flexible filiforme et de ladite bande métallique, en vue d'associer ladite pluralité d'éléments rigides au dit support flexible filiforme.
Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste à imprimer une rotation au dit support flexible filiforme durant son avancement de manière à décaler angulairement ladite au moins une arête tranchante sur deux éléments rigides successifs.
Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste à former au moins deux arêtes tranchantes successives différentes sur deux éléments rigides successifs, respectivement, lors de l'étape e).
Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste en outre à affûter ladite au moins une arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, afin de modifier son profil. Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste en outre à effectuer un traitement de surface de ladite au moins une arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, afin d'augmenter sa dureté et sa résistance à l'usure.
L'invention se rapporte également à un outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, comportant une pluralité d'éléments rigides solidaires du support flexible filiforme, ladite pluralité d'éléments rigides comportant au moins une arête tranchante frontale se développant dans l'espace entourant le support flexible filiforme, caractérisé en ce que ledit outil est obtenu par un procédé selon l'invention.
L'utilisation d'une arête tranchante frontale permet de couper la matière au lieu de l'user par frottement comme cela est le cas avec des fils abrasifs. Ainsi, chaque élément rigide avantageusement fixé de manière rigide sur le support flexible porte au moins une arête tranchante frontale permettant d'usiner la matière à la manière d'un outil coupant. L'élément rigide de coupe agit non plus par sa surface latérale qui frotte contre la matière à couper, mais agit par sa face frontale qui présente une arête de coupe.
Selon une caractéristique avantageuse, ladite arête tranchante se développe dans l'espace entourant le support flexible filiforme, sur un des éléments rigides au moins.
Selon une autre caractéristique, lesdits éléments rigides sont espacés selon un pas déterminé le long du support flexible.
Selon une autre caractéristique, lesdits éléments rigides adoptent respectivement une surface extérieur longitudinale comportant une forme conique, ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première et une deuxième surfaces transversales d'extrémité, ladite première surface d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité suivant un axe longitudinal du support flexible étant inscrite dans ladite première surface d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide et la première surface d'extrémité de ce dernier.
Une telle forme d'élément rigide est plus particulièrement adaptée pour la coupe de matériaux non abrasifs, par exemple des matériaux que l'on rencontre dans le domaine de l' agro-alimentaire, comme les produits surgelés. Selon une autre caractéristique, deux éléments rigides successifs sont décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible.
Ainsi, la section frontale de coupe peut être répartie sur plusieurs éléments rigides, un élément rigide assumant seulement une partie de l'arête tranchante définissant la section frontale de coupe. Selon une autre caractéristique, ledit support flexible filiforme est un câble monotoron.
Selon une autre caractéristique, ledit support flexible forme une boucle.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit de plusieurs exemples de modes de réalisation d'un outil de coupe souple et de procédé de fabrication selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatifs.
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention.
La figure 2 est une vue de bout, suivant la direction F, de l'exemple selon la figure 1.
La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention.
La figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un troisième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention. La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un quatrième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention. La figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un cinquième exemple de mode de réalisation d'un outil de coupe souple selon l'invention.
Les figures 7 à 12 représentent en vue de bout six exemples de modes de réalisation d'une partie de l'outil de coupe souple selon l'invention. Les figures 13 à 17 représentent en vue en coupe transversale cinq étapes de fabrication d'un exemple de mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un outil de coupe souple selon l'invention.
L'outil de coupe souple représenté sur les figures 1 et 2 comporte un support flexible filiforme 1, qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides 2 solidaires du support flexible filifomie 1, comportant respectivement une première 3 et une deuxième 12 arêtes tranchantes frontales se développant dans l'espace 4 entourant le support flexible filiforme.
Le support flexible filiforme 1 peut être en tout matériau souple, résistant en traction à l'effort de coupe qui doit être fourni, par exemple un câble métallique comme représenté, ou un cordage tressé en fibres aramides ou analogue. Le matériau du câble devra être résistant à l'usure en fonction du matériau coupé. Lorsque le matériau coupé est abrasif, par exemple de la brique ou du papier, le câble sera de préférence un câble métallique mono-toron, moins souple qu'un câble multi-torons, mais plus résistant. L'incidence d'utilisation d'un câble mono-toron réside principalement dans le rayon minimal de courbure d'un tel câble, qui est plus grand que celui d'un câble multi-torons. Lorsque le matériau coupé n'est pas, ou est moins, abrasif, par exemple comme des produits alimentaire congelés, le support flexible filiforme pourra être un câble métallique multi-torons, permettant ainsi l'utilisation de poulies d'entraînement d'un diamètre plus faible, et ainsi l'obtention d'une machine à couper d'un volume plus réduit, jusqu'à celui d'un appareil ménager par exemple.
Les éléments rigides 2 sont réalisés en métal, par exemple en acier pour outil de coupe apte à subir un formage à froid, et obtenus au moins par enroulement et sertissage, respectivement d'une pluralité de tronçons de bandes métalliques autour du support flexible 1. Chaque tronçon de bande métallique à partir duquel un élément rigide est constitué, possède une largeur inférieure ou égale à la longueur de l'élément rigide et une longueur correspondant environ à la circonférence du support flexible filiforme, puis est enroulé et serti autour de ce dernier, comme expliqué plus loin. La largeur du tronçon de bande peut en effet être déterminée en tenant compte du fait que lors du sertissage il existe un certain fluage de la matière. Les éléments rigides 2 peuvent avantageusement subir un traitement thermique afin d' augmenter leur résistance à l'usure.
Les éléments rigides 2 sont associés respectivement au support flexible filiforme 1 par une liaison totale rigide, obtenue par sertissage. Les éléments rigides 2 sont espacés le long du support flexible 1 selon un pas 5 déterminé, par exemple un pas variable, ou un pas constant comme représenté sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, les éléments rigides 2 adoptent par exemple respectivement une surface extérieure 6 longitudinale engendrée par une droite 7 qui se déplace parallèlement à une direction fixe 8 en s 'appuyant sur une ligne déterminée 9, la surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première 10 et une deuxième 11 surfaces transversales d'extrémité, les première 3 et deuxième 12 arêtes tranchantes étant constituées respectivement par les lignes d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 6 de l'élément rigide 2 et les première 10 et deuxième 11 surfaces d'extrémité de ce dernier. Les première 3 et deuxième 12 arêtes tranchantes sont avantageusement formées au moyen d'un outil à frapper entraînant simultanément le sertissage du tronçon de bande de métal sur le support flexible filiforme 1.
Dans le cas de la figure 1, la direction fixe est donnée par l'axe longitudinal 8 du support flexible, et la ligne déterminée 9 est une ligne courbe fermée, un cercle 9 en l'occurence, conférant ainsi à un élément rigide 2 la forme d'un cylindre à section transversale circulaire. Les première 10 et deuxième 11 surfaces transversales d'extrémité sont parallèles entre elles, et perpendiculaires à l'axe longitudinal 8 du support flexible 1, de sorte qu'un élément rigide 2 adopte la forme d'un cylindre droit. Les arêtes tranchantes 3, 12 opposées l'une à l'autre permettent à l'outil souple de travailler en coupe suivant l'axe longitudinal 8 dans un sens et le sens inverse, de sorte que l'outil de coupe souple peut fonctionner en va et vient ou déplacement unidirectionnel continu. Dans le cas d'un déplacement de l'outil unidirectionnel, une seule surface d'extrémité 10 ou 11 assure le rôle de face de coupe, et dans le cas d'un déplacement bidirectionnel alternatif de l'outil, les deux faces d'extrémité 10, 11 opposées assurent alternativement la fonction de face de coupe.
La figure 3 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1, à la différence des éléments rigides 102 qui adoptent une autre forme. Sur la figure 3, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 100.
Les éléments rigides 102 adoptent respectivement une surface extérieure 106 longitudinale comportant une forme conique, la surface extérieure longitudinale 106 étant délimitée entre une première 110 et une deuxième 111 surfaces transversales d'extrémité, la première surface 110 d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface 111 d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité 111 suivant un axe longitudinal 108 du support flexible 101 étant inscrite dans la première surface 110 d'extrémité, l'arête tranchante 103 étant constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 106 de l'élément rigide 102 et la première 110 surface d'extrémité de ce dernier. Sur la figure 3, les éléments 102 sont tronconiques, dont la forme extérieure est inscrite dans des cônes droits respectivement, la deuxième surface d'extrémité étant sensiblement égale à la section transversale du support flexible 102, comme représenté.
La figure 4 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1 ou 3, à la différence des éléments rigides 202 qui adoptent une autre forme. Sur la figure 4, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 200. Les éléments rigides 202 adoptent respectivement une surface extérieure 206 longitudinale comportant une forme conique, la surface extérieure longitudinale 206 étant délimitée entre une première 210 et une deuxième 211 surfaces transversales d'extrémité, la première surface 210 d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface 111 d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité 211 suivant un axe longitudinal 208 du support flexible 201 étant inscrite dans la première surface 210 d'extrémité, l'arête tranchante 203 étant constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale 106 de l'élément rigide 102 et la première 110 surface d'extrémité de ce dernier. Sur la figure 4, les éléments rigides 202 adoptent respectivement la forme d'une partie cylindrique 216 de section circulaire suivie dans l'axe 208 du support 201 d'une partie conique 216 dont la section de base correspond à la section transversale de la partie cylindrique 216 et la section opposée à la section de base correspond à la section transversale du support 201. La figure 5 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 1 , à la différence des éléments rigides 302 qui adoptent une autre forme et/ou un mode de fixation au support différent. Sur la figure 5, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 1 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 300. Les éléments rigides 302 sont fabriqués à partir de tôles enroulées et serties sur le support 301, les tôles comportant par exemple respectivement deux épaulements 303, 312 opposés de manière à former une section en escalier telle que représentée sur la figure 5, ou sur la figure 6 pour laquelle les tôles comportent un seul épaulement.
Sur la figure 5, la coupe est effectuée par la partie centrale de la tôle dont le diamètre est le plus grand, les deux arêtes tranchantes 303 et 312 étant constituées par les deux épaulements respectivement. Les parties latérales 314 peuvent être utilisées pour renforcer le sertissage de l'élément rigide 302 sur le support 301.
La figure 6 représente un outil de coupe souple similaire à celui de la figure 5, à la différence des éléments rigides 402 qui adoptent une autre forme. Sur la figure 6, les éléments similaires à ceux de l'outil de coupe représenté sur la figure 5 ont été référencés avec les mêmes références numériques additionnées du nombre 100. Sur la figure 6, à la différence de la figure 5, une seule partie latérale 414 est adjointe à la partie centrale de l'élément rigide 402, qui est également obtenu à partir d'une tôle ou bande métallique. L'élément rigide 402 comporte deux arêtes tranchantes 403 et 412 afin de couper dans les deux sens opposés de déplacement du support.
Comme représenté sur les figures 7 à 12, les éléments rigides peuvent adopter diverses sections transversales, qui peuvent être identiques ou différentes sur un même support. En outre, deux éléments rigides successifs peuvent être décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible de sorte que la ligne périphérique de la section de coupe peut être conférée par plusieurs éléments rigides et non un seul.
Sur les figures 7 à 12, les exemples d'éléments rigides représentés adoptent respectivement une surface extérieure longitudinale (non représentée sur les figures) engendrée par une droite qui se déplace parallèlement aune direction fixe en s 'appuyant sur une ligne déterminée, la surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première et une deuxième surfaces transversales d'extrémité, et la ou les arêtes franchantes étant constituées par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide et au moins la première surface d'extrémité de ce dernier représentée en vue de bout sur les figures 7 à 12. Le contour représenté sur chaque figure 7 à 12 illustre cette ligne d'intersection qui constitue l'arête tranchante.
Sur les figures 7, 8, 9, 10, 11 et 12, la direction fixe est donnée par l'axe longitudinal du support flexible, et la ligne déterminée est une ligne brisée fermée.
Sur les figures 7, 8, 9, 10, et 12, la ligne brisée fermée comporte une ou plusieurs parties courbes, notamment des arcs de cercles.
Sur les figures 7 à 12, la liaison par soudage des deux extrémités d'un tronçon de bande métallique formant un élément rigide a été représenté en zone noircie. L'outil de coupe souple selon l'invention sera fabriqué de la manière suivante : un feuillard en couronne selon le profil voulu, à partir duquel seront formés les éléments rigides de coupe, et un câble en couronne servant de support flexible des éléments rigides seront disposés sur un bâti approprié, comme décrit ci-dessous ; le feuillard sera coupé en tronçons de bande métallique identiques de longueur déterminée correspondant sensiblement à la circonférence du câble, qui seront ensuite roulés autour du câble et sertis selon un pas défini. Un exemple d'un tel procédé de fabrication d'un outil de coupe comme représenté par exemple sur la figure 1, va maintenant être détaillé à l'appui des figures 13 à 17.
L'exemple de procédé suivant est avantageusement exécuté sur une presse à coulisseaux multiples, de type "Bihler" par exemple, selon la technique des outils à suivre. Le procédé consiste à : a) placer une bande métallique 20 partiellement autour du support flexible filiforme 1, par exemple comme représenté sur la figure 13, de manière à laisser dégagée l' extrémité libre 23 de la bande, et sectionner la bande métallique à la longueur voulue en fonction du diamètre du support flexible filiforme, de manière à laisser libre l'autre extrémité 22 de la bande formée par le sectionnement, de façon à former au moins un tronçon 21 de bande métallique apte à entourer en totalité la circonférence du support flexible 1, b) meuler les deux extrémités 22, 23 du tronçon 21, comme représentée à la figure 14, au moyen de meules appropriées (non représentées) en fonction de la soudure à réaliser, de manière à préparer ces extrémités à ladite soudure conformément à l'étape d), c) parfaire l'enroulement du tronçon 21 de bande métallique autour du support flexible filiforme 1 de sorte que les deux extrémités 22, 23 soient jointives, comme représenté sur la figure 15, cette étape étant réalisée au moyen de matrices fermantes appropriées (non représentées), la jonction des extrémités étant représentée par la référence 26, d) souder les deux extrémités du tronçon 21, comme représenté sur la figure 16, par exemple par un brasage 24, la méthode de soudage devant être compatible avec le matériau constitutif du support flexible, e) former les arêtes tranchantes 3, 12 au moyen d'un outil à frapper entraînant simultanément le sertissage du tronçon 21 sur le support flexible filiforme 1, comme représenté sur la figure 17, la forme de l'outil à frapper définissant la surface extérieure longitudinale de l'élément rigide, par exemple cylindrique à section transversale circulaire sur l'exemple représenté, f) durcir superficiellement les deux arêtes tranchantes 3, 12 par un traitement thermique permettant d'obtenir un élément rigide.
L'étape de formage des arêtes tranchantes 3, 12 au moyen d'un outil à frapper est avantageusement exécutée de manière radiale et concentrique au support flexible filiforme 1, comme le montre les flèches 25 sur la figure 17.
Les étapes a) à f) peuvent être exécutées successivement au moyen d'outils à suivre par avancement du support flexible filiforme et du tronçon de bande métallique en cours de liaison avec le support flexible. L'exécution successive des étapes a) à f) est renouvelée au moyen desdits outils à suivre par avancement du support flexible filiforme et de la bande métallique, en vue d'associer la pluralité d'éléments rigides 2 au support flexible filiforme 1.
De manière alternative, il est possible d'imprimer une rotation au support flexible filiforme 1 durant son avancement de façon à décaler angulairement les arêtes tranchantes de deux éléments rigides successifs.
Il est possible de former au moins deux arêtes tranchantes successives différentes sur deux éléments rigides successifs, respectivement, lors de l'étape e) décrite ci-dessus, en utilisant deux outils à frapper différents agissant alternativement.
En outre, le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à affûter une arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, soit après l'étape f), afin de modifier son profil ou un angle de coupe. Cette opération est avantageusement réalisée au moyen de meules qui peuvent être montées sur un coulisseau supplémentaire de la presse à coulisseaux multiples.
En outre, le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à effectuer un traitement de surface de l'arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, soit après l'étape f), afin d'augmenter sa dureté et sa résistance à l'usure.
A titre d'exemple, un fil de coupe souple destiné à être utilisé pour couper la brique crue, l'argile ou analogue peut adopter la configuration suivante :
- assurant la fonction du support souple, un câble métallique mono-toron de sept fils de 0,3 mm de diamètre, définissant un diamètre global extérieur de câble de 1 mm environ,
- assurant la fonction de coupe, une pluralité d'éléments rigides, qui une fois réalisés, possèdent chacun une section transversale circulaire de diamètre extérieur égal à 2 mm, une longueur égale à 2 mm, espacés selon un pas constant de 4 mm sur le câble, en acier traité thermiquement, serties sur le câble. Le feuillard à partir duquel sont réalisés les éléments rigides pourra adopter une épaisseur de 0,5 mm afin de définir des bagues de 2 mm de diamètre, épaisseur passant à 0,2 mm en cas d'épaulement pour les parties latérales.
Dans le cas d'utilisation de l'acier, les éléments rigides seulement peuvent avantageusement subir un traitement thermique, par exemple une trempe par induction, après assemblage avec le câble. L'outil souple de coupe peut subir un traitement de surface visant à le protéger et améliorer sa résistance, par exemple un dépôt électrolytique comme l'oxyde de silicium. Les extrémités de l'outil de coupe ainsi obtenu, via les extrémités du câble, seront de préférence associées, de toute façon connue, afin de former une boucle grâce à la boucle ainsi formée par le câble. L'outil de coupe en boucle sera mis en œuvre sur toute machine appropriée entre deux poulies dont une sera motrice, à la façon d'un câble tendu entre deux poulies.
La machine devra, selon les besoins, soit par le déplacement de l'outil de coupe, soit par le déplacement du support du matériau à couper, permettre une coupe suivant un plan ou suivant un profil quelconque généré par une génératrice constituée par l'axe de coupe défini par le câble support. Une telle machine est par exemple décrite dans la demande de brevet français FR 9604641.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de fabrication d'un outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme (1) qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, une pluralité d'éléments rigides (2) solidaires dudit support flexible filiforme (1), ladite pluralité d'éléments rigides (2) comportant au moins une arête tranchante (3) frontale se développant dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments rigides est obtenue au moins par enroulement et sertissage, respectivement d'une pluralité de tronçons de bandes métalliques autour dudit support flexible.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à : a) placer au moins une bande métallique au moins partiellement autour dudit support flexible filiforme (1), et sectionner ladite au moins une bande métallique à la longueur voulue en fonction du diamètre dudit support flexible filiforme, de façon à former au moins un tronçon de bande métallique, b) meuler au moins une des deux extrémités dudit au moins un tronçon, c) parfaire l'enroulement dudit au moins un tronçon de bande métallique autour dudit support flexible filiforme (1) de sorte que les deux extrémités soient jointives, d) souder lesdites deux extrémités dudit au moins un tronçon, e) former ladite au moins une arête tranchante au moyen d'un outil à frapper entraînant simultanément le sertissage dudit au moins un tronçon sur ledit support flexible filiforme, f) durcir superficiellement ladite au moins une arête tranchante par un traitement thermique permettant d'obtenir ledit au moins un élément rigide.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape de formage de ladite au moins une arête tranchante au moyen d'un outil à frapper est exécutée de manière radiale et concentrique au dit support flexible filiforme.
4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter les étapes a) à f) successivement au moyen d'un outil à suivre par avancement dudit support flexible filiforme.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à renouveler l'exécution successive des étapes a) à f) au moyen d'un outil à suivre par avancement dudit support flexible filiforme et de ladite bande métallique, en vue d'associer ladite pluralité d'éléments rigides au dit support flexible filiforme.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à imprimer une rotation au dit support flexible filiforme durant son avancement de manière à décaler angulairement ladite au moins une arête tranchante sur deux éléments rigides successifs.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à former au moins deux arêtes tranchantes successives différentes sur deux éléments rigides successifs, respectivement, lors de l'étape e).
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à affûter ladite au moins une arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, afin de modifier son profil.
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à effectuer un traitement de surface de ladite au moins une arête tranchante après l'avoir durcie superficiellement, afin d'augmenter sa dureté et sa résistance à l'usure.
10. Outil de coupe souple comportant un support flexible filiforme (1) qui possède une section transversale circulaire sensiblement constante, comportant une pluralité d'éléments rigides (2) solidaires du support flexible filiforme (1), ladite pluralité d'éléments rigides (2) comportant au moins une arête tranchante (3) frontale se développant dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme, caractérisé en ce que ledit outil est obtenu par un procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
11. Outil de coupe souple suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ladite arête tranchante se développe dans l'espace (4) entourant le support flexible filiforme, sur un des éléments rigides au moins.
12. Outil de coupe souple suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont espacés selon un pas (5) déterminé le long du support flexible (1).
13. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides (102) adoptent respectivement une surface extérieure (106) longitudinale comportant une forme conique, ladite surface extérieure longitudinale étant délimitée entre une première (110) et une deuxième (111) surfaces transversales d'extrémité, ladite première surface d'extrémité présentant une superficie supérieure à celle de la deuxième surface d'extrémité, la projection de la deuxième surface d'extrémité suivant un axe longitudinal du support flexible étant inscrite dans ladite première surface d'extrémité, et en ce que ladite au moins une arête tranchante (103) est constituée par la ligne d'intersection entre la surface extérieure longitudinale (106) de l'élément rigide (102) et la première (110) surface d'extrémité de ce dernier.
14. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que deux éléments rigides successifs sont décalés de manière angulaire dans un plan transversal au support flexible.
15. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ledit support flexible filiforme est un câble mono-toron.
16. Outil de coupe souple suivant l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que ledit support flexible forme une boucle.
17. Utilisation d'un outil de coupe selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la découpe de la brique crue, l'argile ou analogue.
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