Brevet FR2365419A1 — publié le 19780421

On sait que certaines pièces allongées comme des pièces de jeu d'échecs réalisées en un matériau relativement rare et difficile à travailler comme le marbre, l'onyx, etc., sont très demandées par certains amateurs. Jusqu'à maintenant, la fabrication de ces pièces se faisait par des méthodes artisanales dont l'inconvénient principal était qu'il était difficile de réaliser un jeu de pièces absolument identiques. Beugles, en effet, des méthodes d'usinage automatiques ou sami-automatiques per- mettent de garantir des dimensions pareilles aux différentes pièces d'un jeu. En outre, la fabrication artisanale de ces pièces en augmentait considérablement le prix de revient. Jusqu'à maintenant, il n'était pas possible de fabriquer de telles pièces par usinage sur des machines-outils du fait que les pierres désirées pour la fabrication de ces pièces sont extrêmement cassantes, de sorte que les méthodes d'usinage connues entrainaient toujours des ruptures. Le but de la présente invention est de permettre une certaine rationalisation dansla fabrication des pièces du genre mentionné ci-dessus. Dans ce but, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce allongée en matériau cassant, caractérisé en ce qu'on scie un bloc de ladite pierre, on perce un trou borgne selon un axe du bloc et fixe dans ce trou une tige métallique, puis on usine le bloc au moyen d'une meule en le serrant par une extrémité dans les mâchoires d'une pince entraînée en rotation autour de l'axe. L'invention a également pour objet une pièce fabriquée selon le procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend une tige métallique d'armature logée dans un trou borgne ménagé selon l'axe de ladite pièce, cette tige s'étendant à fleur d'une des faces extrêmes de la pièce tournée du c8té de sa base. On va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui est illustré par les dessins an nexés, dans lesquels: la fig. 1 est une vue schématique montrant différentes étapes de la fabrication d'une pièce, la fig. 2 une vue en élévation frontale d'une machine permettant l'usinage de la pièce représentée à la fig. i, et la fig. 3 une vue en plan de dessus de la machine de la fig. 2. On décrira ci-après la fabrication d'une pièce comme par exemple un pion de Jeu d'échecs en marbre. Il est bien entendu toutefois, que le procédé décrit s'applique également à la fabrication des autres figures de ce jeu, de même qu'à la fabrication de toutes pièces allongées également faites en matériau cassant, tel que le marbre. De plus, ce procédé peut s'appliquer à des pièces faites d'une autre pierre, comme par exemple l'onyx ou l'albâtre. Les dimensions des pièces peuvent varier dans d'assez larges limites. De même, la forme du profil donné à la pièce peut être choisie pratiquement #à volonté sans risque de rupture. En particulier, la pièce peut présenter en un ou plusieurs endroits dans sa longueur des gorges relativement profondes. Pour obtenir ce résultat, on partira d'un bloc en forme de parallélépipède à base carrée, comme le bloc 1 représenté à la fig. 1. Ce bloc peut être obtenu par sciage d'un morceau de pierre selon la technique usuelle. Bien entendu, on peut préparer simultanément plusieurs blocs en débitant un élément de pierre auquel on a donné au préalable la forme d'un parallélépipède de dimensions convenables. La seconde opération consiste à percer un trou borgne 2 dans la longueur du bloc à partir d'une des faces carrée 3 qui sera située du côté de la base de la pièce. Pour une pièce dont les dimensions de la face carrée sont de l'ordre de 20 x 20 mm par exemple un trou d'environ 2,2 ou 2,4 mm de diamètre permet d'obtenir le résultat visé.Le trou sera percé de préférence au moyen d'umemêche garnie d'une plaquette en métal dur, la perceuse étant équipée d'un dispositif de soufflage d'air comprimé. Le trou borgne 2 se terminera à environ 3 mm de la face carrée située du côté de la tête de la pièce. On pourra ainsi usiner l'ensemble de la pièce sans risque de rupture. Dans le trou 2, on engage une tige métallique, de préférence en acier trempé, d'un diamètre de 2 à 2,2 mm de diamètre. La longueur de cette tige sera telle qu'elle dépasse de quelques millimètres la face 3 une fois qu'elle est en place. Cette tige 4 sera collée à l'intérieur du trou 2. Comme colle on utilise généralement une matière durcissable à deux composants. Il est cependant possible d'utiliser également comme matière de remplissage entre le trou borgne 2 et la tige 4 un ciment ou une matière thermoplastique. On a constaté que le jeu entre la face interne du trou 2 et la tige 4 ne présentait pas de valeur critique, un jeu de 0,1 à 0,5 mm en diamètre permettant d'obtenir le résultat visé. lie bloc 1 garni de la tige 4 est alors serré comme on le verra plus loin, dans les machoires d'une pince portée par la broche d'une machine de meulage. Cette pince peut serrer les extrémités des quatre faces latérales planes du bloc 1, ce qui permet d'usiner à la meule le profil de la pièce tel qu'il est représenté par exemple par les deux vues de droite de la fig. 1. Le profil de la face latérale 5 de la pièce peut comporter par exemple des gorges comme la gorge 6 s'étendant jusqu'à un diamètre de 4 mm. Il est également possible de meuler la tête de la pièce à une forme sphérique ou à toute autre forme. Au cours du meulage, on pratique au droit du mandrin qui tient la pièce une rainure de coupage en utilisant, soit une scie, soit la même meule que pour le meulage du profil. Cette rainure s'étend pratiquement jusqu'à la tige d'acier. Après l'usinage au moyen de la meule, on procède à une opération de polissage, par exemple au moyen de toile à grain de finesse convenable, puis on termine la rainure de coupage jusqu'à la tige d'acier.On peut alors sortir la pièce du mandrin, enlever l'embase parallélépipèdique Sa qui était restée serrée dans la pince, scier l'extrémité de la tige 4 et meuler sa face arrière de façon qu'elle soit à fleur de la base de la pièce. Le cas échéant, on peut coller encore une rondelle de feutre sous la pièce pour masquer l'extrémité de la tige. Alternativement il est possible si on le désire de retirer la tige après les opérations de meulage et de polissage. Dans ce cas, on utilisera comme matière de remplissage entre la tige et le trou une matière thermoplastique. il suffira alors de chauffer la pièce pour retirer la tige. Le trou borgne pourra être fermé'avec un ciment adéquat. En utilisant des meules en forme de disques ayant, soit un profil plat, soit un profil triangulaire, il est possible de réaliser des pièces à symétrie axiale correspondant à la plupart des figures du jeu d'échecs. On décrira encore ci-après la machine utilisée pour le meulage. Elle comporte un socle 7 sur lequel est montée une poupée 8 dont la broche peut être entraînée en rotation par un cône Morse 9 à partir d'une courroie. L'extrémité avant de la broche porte une pince 10 équipée de quatre mâchoires de serrage 11. On voit aux fig. 2 et 3, le bloc 1 monté par sa base entre les-machoires 11 et déjà partiellement usiné. Le socle de la machine décrite comporte une coulisse longitudinale 12 sur laquelle se déplace un chariot 13 lui-m8me équipé d'une coulisse transversale, sur laquelle le support proprement dit de la meule 14 est monté coulissant dans le sens transversal. Le support 14 comporte un moteur dont la poulie 15 permet d'entraîner l'axe de la meule 16. il est également mobile dans le sens de l'axe de la meule et ajustable par une manivelle 17. D'autre part, entre le support 14 et la coulisse 13 est prévu un ressort qui tend à déplacer le support 14 vers la droite à la fig. 3. La-tige 18 solidaire du support 14 porte à son extrémité un palpeur 19 qui vient appuyer contre le gabarit 20 fixé au support de gabarit 21. Ce dernier est fixé au socle 1. Le gabarit est maintenu en place par des moyens qui sont schématisés au dessin par une vis 22. Comme on l'a dit précédemment, bien que la meule 16 soit représentée au dessin comme une meule en forme de disque plat à face latérale cylindrique, on pourrait également la remplacer par une meule profilée, suivant la forme et les dimensions des gorges que l'on désire prévoir dans la face latérale 5 de la pièce. L'expérience a montré que, grâce à l'engagement d'une tige d'acier rigidement collée à l'intérieur du bloc de pierre, l'utilisation de la machine décrite permettait d'usiner rapidement et de façon rationnelle des pièces de jeu d'échecs de toutes dimensions en l'une ou l'autre des pierres naturelles mentionnées plus haut. Le même procédé pourrait également s'appliquer à d'autres pierres et à d'autres pièces que des pièces de jeu d'échecs. Meme avec un profil très découpé, les risques de rupture en cours d'usinage sont pratiquement éliminés, ce qui permet d'assurer la production de jeux de pièces assorties, de dimensions exactement pareilles, à un prix de revient intéressant. La vitesse de rotation de la broche sera choisie suivant les dimensions des pièces et de la pierre utilisée. Pour du marbre et des pièces de l'ordre de 20 x 20 mm, une vitesse allant jusqu'à 600 t/min, permet d'obtenir de bons résultats. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce allongée en un matériau cassant, notamment en une pierre naturelle, caractérisé en ce qu'on scie un bloc du matériau, on perce un trou borgne selon l'axe d'usinage du bloc et on fixe dans ce trou une tige#métallique, puis on usine le bloc au moyen d'une meule en le serrant par une extrémité dans les mâchoires d'une pince entrainée en rotation autour de son axe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on perce le trou borgne à un diamètre légèrement supérieur a celui de la tige et en ce qu'on fixe la tige dans le trou borgne à l'aide d'une matière de remplissage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière de remplissage est une matière durcissable chimiquement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage est effectué au moyen d'une meule a disque dont le support est mobile longitudinalement et transversalement par rapport à l'axe de la pince. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les déplacements transversaux de la meule sont commandés en fonction du déplacement longitudinal par un gabarit fixe contre lequel un palpeur solidaire du support de la meule est maintenu appuyé. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'opération de meulage on effectue une opération de polissage en maintenant le bloc serré dans la pince. 7. Pièce allongée en matériau cassant obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une tige métallique d'armature logée dans un trou borgne ménagé selon l'axe de ladite pièce, cette tige s'étendant à fleur d'une des faces extrêmes de la pièce tournée du coté de sa base. 8. Pièce selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle constitue une pièce de jeu d'échecs. 9. Pièce selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que ladite pierre est un marbre, un onyx ou une albâtre. 10. Pièce selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que ladite tige est en acier trempé.