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NOUVEAU TYPE DE DENTURE POUR LAME DE SCIE A BOIS
La présente invention a pour objet un nouveau type de denture pour lame de scie à bois.
Les qualités demandées à une lame pour le sciage mécanique du bois sont ; 1- de permettre une grande vitesse de sciage, 2- de demander une faible dépense d'énergie, 3- d'effectuer un travail de bonne qualité; 4- d'entraîner une perte de bois sous forme de sciure aussi faible que pos- sible.
La condition 1- est réalisée si la dent est suffisamment rigide pour supporter l'effort d'arrachement d'un copeau épais et si ledit copeau a la possibilité d'être évacué convenablement ; la condition 2- est réalisée si on donne à la dent l'angle d'attaque maximum compatible avec la tenue de l'arête de coupe et si les copeaux ne se logent pas entre les faces de la lame et le bois, occasionnant ainsi des frottements importants et une perte d'énergie; la condition 3- est réalisée si, d'une part les dents sont suffisamment rigides pour ne pas subir au cours du travail une torsion qui occasionnerait un rayage des surfaces sciées, et si, d'autre part les copeaux ne passent pas entre la lame et le bois, ce qui pourrait occasionner une dé- viation du trait de sciage ;
condition 4- est réalisée quand la forme de
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la denture permet de donner à la lame une épaisseur faible.
Les différents types de denture utilisés jusqu'à maintenant dans les scies à bois réalisent inégalement ces conditions.
Les figures 1, 2, 3, 4 et 5 représentent les principaux types de dentures actuellement utilisés. En ce qui concerne la rigidité, on voit facilement que les dents à angle de dépouille important, telle qu'elles sont réalisées dans les scies alternatives (dents k et 1, fig. 5), dans la denture à gencive (dent c, fig. 2) et dans la denture couchée (dent a fig. 1) sont plus flexibles que les dents à angle de dépouille faible telles qu'elles sont réalisées dans la denture à crans (dent f, fig. 3) la denture américaine (dent i, fig. 4), mais que dans tous les cas, les dents sont d'autant moins rigides que l'angle d'attaque est plus important.
A titre d'exemple, dans la denture couchée (fig. 1), un effort latéral appliqué au sommet de la dent a' entraîne une flexion de cette dent, on autour de sa base bb', mais autour d'une ligne b'z, une augmentation de l'angle d'attaque de la dent a' entraîne une diminution de b'z et par conséquent une flexibilité plus grande de la dent, il en est de même pour les autres types de denture.
En ce qui concerne l'évacuation des copeaux, on voit qu'à pas et à hauteur de dent égaux la surface du creux de dent est plus importante dans la denture à gencive (cdec', fig. 2) et la denture couchée (aba', fig.l) que dans la denture américaine (iji', fig.4) et la denture à crans (fgh, fig.
3). Cependant l'expérience montre que toutes ces dentures se comportent à peu près de la même manière en ce qui concerne l'évacuation du copeau. La figure 7 indique le mécanisme du cheminement du copeau ; la dent pénètre dans le bois, l'arête de coupe q détache un copeau qui se déplace en suivant la face d'attaque qr, en arrivant en r, le copeau doit, pour continuer à progresser, changer de direction et vaincre les frottements contre le fond de la dent, la cohésion entre les différentes parties du copeau est trop faible et la distance qr est trop grande pour ces résistances puissent être vaincues par la pression des nouveaux copeaux formes, le copeau se brise donc entre q et r et vient remplir la zone qrs (fig. 8), progressivement à partir de r vers sq.
Une pression est exercée par les copeaux de sq vers r, les frottements exercés par les parois latérales du trait de scie sur les copeaux agissent dans le même sens, si bien qu'une partie, plus ou moins importante des copeaux, sort du creux de dent et se loge entre la lame et le bois, occasionne des frottements et une déviation de la lame.
On ne peut éviter cet inconvénient avec ces types de denture qu'en enlevant des copeaux très épais, et en augmentant fortement la profondeur de la dent, il faut alors une lame très épaisse d'où une perte de bois sous forme de copeaux importante et une dépense d'énergie accrueo , ¯ , L'objet de la présente invention est de pallier les inconvénients précités par l'utilisation d'une nouvelle forme de denture.
Ce type de denture dont la figure 6 représente un exemple de réalisation est caractérisé par les éléments suivants.
La longueur de la face d'attaque (mn fig.6) est réduite à une valeur très faible de l'ordre de quelques millimètres. Cette longueur sera choisie en fonction des conditions particulières du travail qui est demandé à la lame; pour l'enlè- vement de copeaux épais, on choisira une longueur plus importante que pour 1' enlèvement de copeaux minces. A titre d'exemple purement indicatif, si la dent m enlève des copeaux de 2 mm d'épaisseur mn pourra avoir une longueur de l'ordre de 6 mm, si, au contraire, l'épaisseur des copeaux est inférieure à 1 mm, la longueur de mn pourra être réduite à 3 ou 4 mm.
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En n, le bord du creux de dent change totalement de direction, il suit une ligne no inclinée par rapport à la ligne des dents mm' dans le sens d'un écartement progressif de cette ligne (o étant le point du creux de dent le plus éloigné de mm'); dans la pratique, la ligne no sera le plus sou- vent sensiblement perpendiculaire à la face d'attaque mn.
Ce creux de dent se trouve ensuite limité par une ligne opm' qui constitue le dos de la dent précédente et que l'on pourra choisir à volonté.
On aura intérêt à donner à l'inclinaison de la face de dépouille m'p de la dent m' une valeur faible comprise entre 5 et 10 degrés par exemple.
Cette forme particulière du creux de dent impose au copeau un changement total de direction dès sa formation et assure¯une plus grande rigidité de la dent; ce sont les deux caractéristiques de la présente invention: - 1 - en ce qui concerne la rigidité, on voit qu'un effort latéral appliqué à la dent m' ne peut entraîner une flexion qu'autour de la base de la dent oo' (fig. 6), par conséquent :
a) à pas et hauteur de dent égaux, ce type de denture sera deux à trois fois plus rigide que les dentures utilisées jusqu'à maintenant. D'où possibilité d'utiliser des lames plus minces à qualité de sciage égal ou d' obtenir un meilleur sciage à épaisseur de lame égale, b) la rigidité de la dent est indépendante de l'angle d'attaque, par conséquent cet angle pourra être choisi aussi grand que la tenue de l'arête de coupe le permettra, d'où diminution de la dépense d'énergie; - 2 - en ce qui concerne l'évacuation du copeau, elle s'effectue de la façon suivante le copeau détaché en m (fig. 9) est contraint de changer de direction en n et de s'écouler le long de la face no.
Le creux de dent, avec sa forme particulière, constitue une sorte de déflecteur ; ladistance mn est suffisamment courte pour que le copeau détaché en m exerce,une pression sur la partie antérieure du copeau et procure ainsi l'énergie nécessaire au changement de direction.
Les figures 10 et 11 montrent quelle est la différence de vitesse du copeau dans les lames employées jusqu'à maintenant et dans le nouveau type de lame. Dans les lames employées jusqu'à maintenant (fig. 10), la¯vitesse absolue du copeau qu est le résultat de la vitesse de la lame qt et 4e la vitesse qv égale à qt d'écoulement du copeau, le long de la face d'attaque; on voit que cette vitesse est, dans les cas classiques, sensiblement égale à la vitesse de la lame. Dans le nouveau type de lame (fig. 11); la vitesse du copeau mx est la résultante de la vitesse de la lame mw et de la vitesse my d'écoulement du copeau le long de la face no.
On voit que cette vitesse absolue est légèrement inférieure au double de la vitesse de la lame, la force vive du copeau 1/2 mv2 est donc presque quatre fois plus importante avec ce type de denture qu'avec les autres. Il résulte de ceci que les copeaux vont remplir le creux de dent, en commençant par la région po (fig. 9) et en s'accumulant progressi- vement de po vers mn ; force vive des copeaux agira dans le sens inverse de la force de frottement des parois du trait de sciage sur les copeaux et la contrebalancera.
Ainsi le volume du creux de dent pourra être utilisé intégralement et les copeaux ne passeront pas entre la lame et le bois, chaque dent pourra donc enlever une quantité de copeaux plus importante, d'où gain de vitesse de sciage. On voit que l'utilisation de ce nouveau type de denture permet de satisfaire les quatre conditions précitées.
Réalisation
La réalisation de ce type de denture pourra être faite par tous
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moyens connus. Le découpage pourra, par exemple, être fait à l'aide d'une matrice et d'un poinçon à cette forme spéciale - l'affûtage se fera sur des affûteuses classiques à l'aide de cames spéciales:, ou sur des affûteuses construites spécialement pour réaliser ce profil.
Le raccordement entre les faces mn et no pourra se faire, soit à angle vif, soit par un arrondi suivant les conditions d'affûtage et la matière constitutive de la dent.
Les dents pourront être avoyées par torsion, par écrasement ou par apport de métal.
Les dents pourront faire partie du corps de la lame, ou être rapportées, ou faire partie de segments rapportés.
L'extrémité des dents pourra être constituée par des plaquettes d'acier résistant à l'usure, ou de carbure de tungstène, fixées par tous moyens connus.
Cette denture pourra être utilisée sur tous les types de lames de scies à bois, en particulier, les lames de scies à ruban, les lames de scies circulaires et les lames de scies alternatives.
La détermination exacte de la forme du profil est liée au choix du pas de denture mn' (fig. 6) et de la position des points no et p.
Ce choix dépendra des conditions particulières du travail à effectuer, en particulier, de la dureté du bois, de la largeur du trait de sciage et de l'épaisseur de la lame. La profondeur de la dent (distance du point 0 à la ligne des dents) sera calculée en fonction de l'épaisseur de la lame et de la longueur du pas, le choix de la longueur mn a déjà été indiquée, pour le reste on fera en sorte que le volume total du creux de dent mnop soit supérieur d'environ 20% au volume du copeau à enlever.
REVENDICATIONS.
1. Une lame de scie à bois, caractérisée en ce que les dents présentent une face d'attaque dont la longueur est très faible, et d'autant plus grande que le copeau doit être plus épais, l'extrémité inférieure de la dite face d'attaque étant raccordée à la dent immédiatement précédente, dans le sens du sciage,par une deuxième face inclinée, par rapport à la ligne joignant les dents de la scie, dans le sens d'un écartement progressif de cette ligne, la dite deuxième face étant raccordée au dos de la dent précédente par un arrondi pour fermer le creux de dent entre ces deux dites dents successives.