Brevet FR2534841A1 — publié le 19840427

Tette de travail pour machines de ponçage et de polissage pour carreaux et similaires, avec outils à disques munis d'éléments diamantés L'invention concerne les têtes de travail pour machines à polir et, éventuellement, à poncer des carreaux, des marbres et autres pierres ou matériaux similaires. L'invention a pour but la réalisation d'une tête perfectionnée, à mouvements multiples et sur laquelle est prévu un système à eau, efficace, de refroidissement, de lavage et de lubrification pour les outils diamantés à disque. D'autres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence par l'exposé ci-après. La tête de travail pour polissage et, eventuellement, ponçage, comportant l'emploi d'outils à disques munis d'éléments diamantés, est réalisée avec une série d'outils montés sur la tête rotative, outils qui, à leur tour, tournent selon des axes essentiellement parallèles et décalés autour de l'axe de rotation de la tête, alors que des passages pour l'eau ont été pratiqués dans cette tête à partir d'une alimentation axiale jusqu'à des raccords en tête de chaque outil. Les outils à disque sont montés dans des sièges formés sur la structure rotative de la tête, au moyen de moyeux supérieurs percés axialement et munis de pignons dentés planétaires engrenant avec une couronne centrale d'actionnement ; dans ladite structure rotative ont été pratiqués des passages à partir d'une alimentation sur l'axe de ladite structure. Chaque moyeu percé définit une chambre avec sortie annulaire périmétrale, à l'intérieur de la couronne des éléments diamantés, pour la distribution de l'eau. Sur les couronnes circulaires des disques, les éléments diamantés sont disposés avec une certaine inclinai-son, de façon à repousser l'eau dans le sens centripète. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après et au dessin ci-joint, qui représente un exemple pratique, non limitatif, de cette invention. Dans ce dessin - la figure 1 représente une machine ponceusepolisseuse traditionnelle - la figure 2 représente une machine ponceusepolisseuse réalisable selon les principes de l'invention ; - les figures 3 et 4 représentent une tête de travail le plus souvent apte à poncer, en une vue en coupe axiale et en une vue en plan partielle et partiellement en coupe ; - les figures 5 et 6 représentent une tête de travail conçue en particulier pour polir, mais également pour poncer, en une vue en coupe axiale et en une vue en plan partielle. Sur la figure 1 est représentée une machine polisseuse-ponceuse traditionnelle à six têtes, mais il en existe aussi à huit têtes. Sur la figure 2 est représentée une machine selon l'invention, à quatre têtes, les premières au moins pouvant être du type représenté sur les figures 3 et 4 et les dernières au moins pouvant être du type représente sur les figures 5 et 6. Sur les figures 3 et 4 est représentée plus en détail une tête pour poncer avec fraises diamantées à axes radiaux. Avec la référence 21 est désignée une structure fixe, laquelle forme, en particulier, un siège central 21A et un siège latéral 21B. Dans le siège central est logé un arbre principal 23 avec un double coussinet inférieur 25 muni de garnitures adéquates. L'arbre 23 se termine par une partie en forme de bride 23A qui constitue l'accouplement pour la tête de ponçage proprement dite. Ces parties sont déjà présentes dans les appareillages de ponçage cou rants. En rapport avec ledit siège 21B est prévue une partie non rotative 27, supportée de la façon indiquée ciaprès et reliée audit siège au moyen d'un élément à tige 29 qui l'empêche de tourner tout en permettant son réglage axial selon l'axe vertical de l'arbre 23. A la tête 23A dudit arbre 23 est appliquée une partie en forme de bride 31 d'un mandrin tournant avec l'arbre 23 et formant une partie à arbre 33 portant deux coussinets 34, 35. Le coussinet 34 est monté sur la partie 27, laquelle porte un coussinet 36. Sur les coussinets 35 et 36 est monté un corps 37, sur lequel est fixée une plaque 37A. Sur le corps 37 sont fixés plusieurs corps radiaux 39 sensiblement cylindriques, disposés avec les axes en position radiale et régulièrement distribués autour de l'axe principal de la tête ; pour cette application, des dressages extérieurs adéquats seront prévus sur l'enveloppe cylindrique 37. Les corps 39 sont percés axialement et, dans chaque corps, à l'aide des coussinets 4I, est placée la queue 43 sur laquelle est monté un outil à fraiser 45 qui se trouve à l'extérieur du corps de support 39 correspondant.La queue 43 forme un pignon denté conique interne 47. Les divers pignons coniques 47 engrènent avec une seule couronne dentée conique 49 solidaire de l'arbre 33 et donc de l'arbre 23 qui actionne ainsi en rotation les outils 45. Une partie 37B, combinée avec le coussinet 36, est solidaire du corps 37, ainsi que d'une couronne dentée 50. Cette couronne engrène avec un rochet 51, actionné par un motovariateur 52, qui fait ainsi tourner lentement le corps 37 avec les corps radiaux 39. L'arbre 23 et l'arbre 33, coaxiaux et disposés l'un dans le prolongement de l'autre, présentent un orifice axial 53 pour l'alimentation en eau.Sur l'extrémité inférieure de l'arbre 33, l'orifice 53 est fermé et de cet orifice partent des passages 55, auxquels correspondent les raccords tubulaires 57A des orifices axiaux 57 pratiqués dans chacun des outils 45 et dans leurs queues 43 ; des garnitures d'étanchéité sont prévues entre les passages 55 et les raccords tubulaires 57A qui tournent par rapport auxdits passages.Chaque outil à fraiser 45 présente une nervure hélicoïdale extérieure - le plus souvent au commencement sur laquelle sont soudées des plaquettes diamantées 61 convenablement séparées l'une de l'autre le long du profil héli cotidal. Dans la gorge hélicoïdale formée entre les spires de la nervure hélicoïdale 59, les orifices 63 permettent la diffusion de liteau qui arrive d'un collecteur 65 alimenté au moyen des raccords 67 de l'orifice axial 57 correspondant; les orifices 63 sont régulièrement distribués sur la circonférence. Sur les figures 5 et 6, on a plus particulière- ment représenté une tête pour outils diamantés de polissage, ces outils étant à disques. Avec la référence 71 est indiquée une structure fixe analogue à la structure 21 et formant un siège central 71A et un- siège latéral 71B. Dans le siège central 71A est logé un arbre principal 73 avec un double coussinet inférieur 75 muni de garnitures adéquates. Cet arbre 73 se termine aussi-par une partie en forme de bride 73A qui constitue l'accouplement pour la tête de polissage proprement dite. Ces parties sont le plus souvent déjà présentes dans les appareillages courants. Avec la référence 77 est indiquée une partie non rotative, supportée de la façon indiquée ci-après au-dessous de la bride 73A ; cette partie non rotative 77 est empêchée de tourner par un élément à tige 79 porté par un organe 81 logé dans le siège 71B ; la tige 79 empêche la rotation de la partie 77, mais permet ses réglages axiaux selon l'axe de l'arbre 73. A la bride 73A est appliquée une tête à bride 83 à partir de laquelle s'étend, coaxialement à l'arbre 73, un arbre 85 portant ou formant sur son extrémité inférieure une expansion 87.Cette expansion 87, dans les parties 87A régulièrement distribuées autour de l'arbre 85, présente des sièges avec des éléments rapportés 89 ; dans chacun de ces sièges sont prévus des coussinets 91, 93 pour un outil à disque diamanté de polissage ; chaque siège présente, audessus du coussinet 93, un élément de fermeture 95. La partie non rotative 77 est montée avec des coussinets 97 sur l'arbre 85 qui la soutient, alors que cette partie 77 est empêchée de tourner par la tige 79, mais peut être réglée verticalement avec l'équipement rotatif 73, 85, 87.La partie non rotative 77 présente une couronne dentée 99 cylindrique, avec laquelle engrène chacun des pignons 101 appartenant à chacun des outils à disque supportés par les paires de coussinets 91, 93. Sur l'expansion 87 sont prévues des parties 87B présentant des orifices 103 sensiblement radiaux, à chacun desquels se raccorde un orifice vertical 105 correspondant ; cet orifice 105 est prolongé dans l'élément de fermeture 95 par un raccord 107 débouchant en 109 axialement vers le bas en regard du siège correspondant muni des coussinets 91, 93 p les orifices 103 s'étendènt radialement à partir d'un orifice axial 111, pratiqué dans l'arbre 73 et dans l'arbre 85-pour l'alimentation en eau de chaque outil.Chaque outil de polissage présente une queue 113 montée sur des coussinets 91, 93 et forment ledit pignon dentée101 ; sur cette queue 113 est monté le disque 115 correspondant, lequel présente, sur son périmètre, une étroite couronne circulaire de plaquettes diamantées 117 convenablement distribuées sur cette couronne ; en particulier, les plaquettes sont montées en groupes avec une certaine inclinaison, comme on le constate sur la vue en plan (figure 6). A l'intérieur de la couronne de plaquettes diamantées 117, il a été prévu, sous le disque 115, un disque mince 119 qui - grâce à l'interposition des entretoises 121 - définit une chambre 123 pour l'eau qui arrive à cette chambre en passant par l'orifice 111, par le passage correspondant formé par les orifices 10#3, 105, 107, 109 et par un orifice 125 pratiqué dans l'axe de la queue 113, de la sortie 109 à la chambre 123 ; l'eau débouche donc sur la périphérie du disque 119 convenablement distribuée à l'intérieur de la couronne d'outils 117. Aussi bien dans les têtes de polissage que dans celles de ponçage, il a été prévu des labyrinthes et des garnitures pour protéger les organes mécaniques contre lapénétration de l'eau et des abrasifs. En ce qui concerne le fonctionnement d'une tête selon les figures 5 et 6 pour le polissage et, éventuellement, le ponçage, la tête de polissage décrite et illustrée se compose de quatre disques planétaires portant radialement les plaquettes diamantées - chaque disque ayant un diamètre de 300 mm environ -, ces disques se trouvant presque en contact l'un avec l'autre et agissant ainsi sur un front d'environ 750 mm. Si on considère les deux points extrêmes 115A et 115B d'un outil, on constate que les vitesses périphériques sont fort différentes. Au point 115A, on a la somme de la vitesse périphérique se rapportant au diamètre 750 et relative au nombre de tours de la boite porte-disques 87, plus la vitesse périphérique du disque 115 de diamètre 300, relative à son propre nombre de tours (environ 30 m/sec au total). Au point 115B, on a la somme algébrique de#la vitesse periphérique se rapportant au diamètre 150 relative au nombre de tours de la boite, moins la vitesse périphérique du disque de diamètre 300 relative au nombre de tours correspondant (environ 18 m/sec au total). S'agissant d'une tête de polissage, ces deux vitesses ont une fonction précise, dans la mesure ot la vitesse au point 115A extérieur sert à effectuer le léger en lèvement de matière indispensable, tandis que la vitesse plus réduite au point 115B sert à réaliser le "frottement" qui est nécessaire pour le polissage. Sur la tête de polissage en question, la fourniture d'eau aux disques# 115 portant les plaquettes diamantées 117 est particulièrement efficace, dans la mesure où, pendant l'emploi desdits outils, une distribution continue et uniforme d'eau garantit un résultat optimal en ce qui concerne le produit, tout en#diminuant l'usure de l'outil. Comme on le voit sur la figure 6, la position des plaquettes 117 est telle - en ce qui concerne leur inclinaison et le sens de leur orientation - que l'eau est poussée dans le sens centripète et par là même retenue. L'alimentation en eau est assurée partir de l'orifice central 111 pratiqué dans le mandrin et se poursuit dans l'axe central de la boite porte-disques. Par suite de sa pression à l'entrée et de l"'ef- fet pompe" déterminé par la rotation de la boite 87, 89, 95, l'eau sort le long du bord du disque 119 de façon uniforme et presque nébulisée ; elle est diffusée du centre vers l'extérieur sur toutes les plaquettes de chaque disque, remplissant ainsi les fonctions de réfrigération, de lubrification et de nettoyage. La tête travaille "en feuillure avec asservissement en montée en cas d'absorption maximale du moteur. Les dimensions et les accouplements de cette tête sont étudiés de façon à permettre son insertion sur des machines déjà existantes et à permettre aussi son interchangeabilité avec des têtes d'un autre type. Les disques peuvent être montés également avec les axes légèrement inclinés et convergeant vers le bas, position dans laquelle les bords extérieurs des couronnes de plaquettes sont particulièrement actifs. De cette manière, la tête'peut être utilisée aussi pour des opérations de ponçage. REVENDICATIONS 1. Tête de travail pour polissage et, éventuellement, ponçage, comportant l'emploi d'outils à disque avec des éléments diamantés, caractérisée par le fait qu'elle comprend une série d'outils montés de façon à tourner selon des axes essentiellement parallèles et décalés autour de l'axe de rotation de la tête, et par le fait que des passages pour l'eau ont été pratiqués dans cette tête à partir d'une alimentation axiale jusqu'aux raccords en tête de chaque outil. 2. Tête de travail selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les outils à disque sont montés dans des sièges formés sur la structure rotative de la tête, à l'aide de moyeux supérieurs percés axialement et munis de pignons dentés planétaires engrenant avec une couronne centraIe d'actionnement, ainsi que par le fait que ladite structure rotative présente des passages partant d'une alimentation sur l'axe de ladite structure. 3. Tête de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque moyeu percé définit une chambre avec sortie annulaire périmétrale à l'intérieur de la couronne des éléments diamantés, pour la distribution de l'eau. 4. Tête de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les pignons dentés engrènent avec une couronne fixe coaxiale. 5. Tête de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les plaquettes sur les couronnes circulaires des disques sont disposées avec une certaine inclinaison de façon à repousser l'eau dans le sens centripète.