Brevet FR2563546A1 — publié le 19851031

La présente invention est relative à un outil rotatif du type porte-lames ou tête de fraisage destiné à une machine servant à travailler et à aplanir une sur- face plane constituée par exemple par un sol constitué par du ciment, du béton ou un matériau de dureté analogue et comportant un train de déplacement à plusieurs roues et au moins un arbre vertical pour l'entraînement de l'outil et un dispositif de maintien de l'outil. Ces machines comprennent un train de roulement comportant trois roues ou davantage et un ou plusieurs outils rotatifs qui sont montés sur des axes verticaux, qui les entraînent, et qui, pendant le travail, s'appliquent contre le sol. Pendant le travail, les roues du train de déplacement au nombre de trois, par exem- ple,sont au contact de la surface à traiter et supportent le poids du train de déplacement. Pour assurer le guidage de la machine, l'une des roues peut tourner autour d'un axe vertical. Le train de déplacement porte un moteur per- mettant l'entraînement de la tête de fraisage et un disposi- tif de commande. Le ou les outils rotatifs sont logés dans des dispo- sitifs de maintien qui sont montés sur des arbres verticaux qui peuvent tourner dans l'enveloppe de paliers. Cette enveloppe est montée sur le chassis mobile de telle manière qu'elle peut se déplacer librement par rapport au train de déplacement. La pression de la tête de fraisage sur la surface sous-jacente peut être réglée au moyen de mécanisme de réglage ou de charges séparées. Le poids du train de dé- placement qui est supporté par les roues et, contrairement à ce qui se passe pour d'autres machines connues, n'est pas supporté par les têtes de fraisage elles-mêmes et est choisi de telle manière que les roues sont appuyées contre le sol par une charge telle que la rotation des outils rotatifs ne peut pas provoquer de déplacement de la machine. En d'autres termes, les forces de frottement entre les roues et le sol surpassent l'action du moment de rotation produit par les outils pendant leur fonctionnement, de sorte que le moment de rotation produit par les outils est absorbé par la machine et non par le conducteur de la machine. Le but de l'invention est la réalisation dans une machine du type initialement défini, d'un outil rotatif du type porte-lame ou tête de fraisage qui soit facile et peu coûteux à réaliser et qui se distingue par sa durée et sa sécurité en service. Ce but est atteint suivant l'invention, du fait que l'outil est caractérisé par une plaque d'outil qui comporte des moyens de fixation pour sa fixation au dispositif de maintien de l'outil perpendiculairement à l'arbre d'entraîne- ment de l'outil par plusieurs dispositifs de maintien de roues de coupe, répartis à la périphérie de la plaque d'outil, qui comportent des pièces juemelles verticales situées à une certaine distance de la plaque d'outil et orientées à peu près tangentiellement et des roues de coupe en forme d'étoile qui sont montées à plusieurs dans une direction à peu près radiale de manière à tourner librement sur un axe parallèle à la plaque d'outil et traversant les dispositifs de maintien des roues de coupe. Un outil de ce type fonctionne de telle manière que, lors de la rotation de l'arbre d'entraînement de l'outil, la plaque d'outil tourne et que les roues de coupe qui s'appliquent contre le sol par leurs pointes en relief sont obligées de tourner à grande vitesse. En raison de leur fonction, les roues de coupe sont constituées par un matériau durci ou comportent des revêtements ou des mises en métaux durs, de sorte que leur rotation associée à un déplacement simultané de la machine produit une forte usure. Dans un mode de réalisation préféré, les axes sur lesquels les roues de coupe tournent librement, sont déca- lés latéralement en restant parallèles, vers les parties arquées de l'outil rotatif, de sorte que, si la machine ne continue pas à se déplacer pendant que la tête de fraisage tourne, les pointes des roues de coupe effectuent un mouvement de polissage sur le sol. Dans un mode de réalisation particulièrement avan- tageux, la plaque d'outil comporte trois dispositifs de maintien des roues de coupe qui sont équidistants et dans chacun desquels se déplacent deux rangées de roues de coupe, décalées l'une par rapport à l'autre, qui tournent sur des axes fixes disposés symétriquement par rapport à la courbure de la plaque d'outil. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation d' l'objet de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe verticale partielle d'une machine comportant un outil rotatif. La fig. 2 est une vue de dessus de la machine représentée à la fig. 1. La fig. 3 représente l'outil rotatif vu obliquement d'en haut. La fig. 4 représente l'envers de l'outil de la fig. 3. La fig. 5 représente un dispositif de maintien des roues de coupe muni de deux axes. La fig. 6aest une vue latérale d'une roue de coupe. La fig. 6b est une vue de dessus d'une roue de coupe. La fig. 6c représente un détail d'une roue de coupe. Les fig. 1 et 2 représentent une machine du type décrit qui comporte un cadre 1 muni de trois roues de déplacement 4 et 7 et comprenant deux, longerons 2 et deux longerons transversaux 3. La partie antérieure du cadre 1 est portée par deux roues de déplacement 4 parallèles qui sont montées chacune dans un longeron vertical 5 à palier fixé au longeron transversal antérieur 3 de telle manière que ces roues de déplacement ne peuvent pas tourner autour d'axes verticaux. La partie postérieure du cadre 1 est portée par une roue de direction 7 qui est montée sur palier dans une fourche pivotante 6. La fourche pivotante 6 est fixée à un arbre de direction vertical 8 qui est monté de manière à pouvoir pivoter dans un tube de direction 9 qui est fixé verticalement au longeron postérieur 3. La machine peut être guidée au moyen d'une poignée 10 qui est montée à l'extrémité supérieure de l'arbre de guidage 8 et reliée par lui à la fourche articulée 6. Un arbre vertical 11 assurant l'entraînement de l'outil est monté dans la partie avant du cadre entre les deux longerons 2 et s'élève verticalement sur l'axe longi- tudinal de la machine. Cet arbre vertical 11 assurant l'entraînement de l'outil est équipé, à son extrémité inférieure, d'un dispositif de maintien 12 de l'outil qui est un outil rotatif 13 du type porte-lames ou tête de fraisage orienté horizontalement. L'arbre 11 est monté sur paliers dans une enveloppe à paliers 14 qui s'articule, par deux biellettes parallèles 15, sur deux longerons 2 du cadre orientés longitudinalement. En raison de ce dispositif de suspension, l'enveloppe à paliers 14 peut se déplacer librement dans le sens vertical par rapport au cadre, de sorte que, comme on le verra ultérieurement, le poids de l'enveloppe 14, de l'outil rotatif -13 et des poids 24 repose sur le sol. Les biellettes 15 empêchent tout déplacement relatif horizontal de l'enveloppe à paliers par rapport au cadre. Un cadre à poids 21 qui comprend un joug 22 est monté à la partie supérieure de l'enveloppe à paliers 14. Le cadre 21 comporte une poulie de transmission 23 qui est fixée sur l'arbre 11. De ce fait, la rotation de l'arbre de sortie du moteur est transmise, par le dispositif d'entraînement 27 et 28 par courroie en forme de coin, à l'arbre 11 qui entraîne à son tour le dispositif 12 de maintien de l'outil et l'outil rotatif 13. Le dispositif 12 de maintien de l'outil peut être soulevé ou abaissé verticalement par un levier 30 qui est monté sur palier de manière à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal 31 qui est porté par les longerons longitu- dinaux 2. L'extrémité antérieure du levier 30 est reliée au cadre à poids 21 qui porte les poids 24 et l'extrémité postérieure est reliée par l'intermédiaire d'un levier de liaison 32, à un tube de réglage 33 qui peut se déplacer verticalement et qui entoure le tube de guidage 9 et peut se déplacer par rapport à lui dans le sens vertical. Un levier de commande 34 s'articule sur une poignée 10 par un axe horizontal et se trouve en prise, par un excentrique 35 situé à son extrémité inférieure avec le disque horizontal 36 situé à l'extrémité supérieure du tube 33. Le soulèvement et l'abaissement de l'outil rotatif 13 entre sa position de travail (au contact de la surface) et une position éloignée de la surface sont commandéspar le conducteur de la machine par soulèvement ou abaissement du levier de commande 34, ce qui peut se faire d'une seule main tandis que l'autre main assure, au moyen de la poignée 10, le guidage de la machine. Lorsque le levier de commande 34 est tiré dans une position horizontale, l'excentrique 35 pousse le tube 33 et le levier 30 soulève l'outil rotatif 13 et les poids 34 au-dessus de la surface du sol. L'excentrique 35 du levier de commande a une forme telle que, lorsque le levier 34 est amené dans une position verticale, l'excentrique 35 se dégage, en se soulevant, du disque 36 et le tube 33 est libéré pour se déplacer librement vers le haut sur le tube de guidage 9 jusqu'à ce que l'outil rotatif s'applique complètement contre le sol (le poids de l'outil rotatif et des poids complémentaires déplace le tube 33 vers le haut). Le disque 36 monté sur le tube 33 peut se régler dans le sens vertical pour compenser l'usure des roues de coupe, de manière à réduire au minimum indispensable le jeu entre le disque 36 et l'excentrique 35, ce qui permet d'appliquer complètement l'outil rotatif 13 sur le sol, sous l'action de tout le poids appliqué, lorsque le levier 34 est placé dans la position de travail. Pendant les opérations de travail, il y a normale- ment production d'une quantité importante de poussière provenant du matériau arraché au sol. Pour que cette poussière soit évacuée et que le conducteur de la machine ne soit pas incommodé, la machine peut comporter un dis- positif d'aspiration de la poussière. Un aspirateur à poussière 37 est alors monté sur le cadre et comprend un tube 38 qui est relié à un dispositif de couverture 39 qui s'articule sur l'enveloppe à paliers 14 et entoure l'outil rotatif 13. Il est particulièrement avantageux de fixer l'outil rotatif au dispositif de maintien des outils de manière que les oscillations soient atténuées, car ce système permet un démarrage sans brutalité de l'opération de travail, ce qui diminue l'usure des roues de coupe. Il en résulte également une marche de la machine sans vibrations qui facilite le travail, réduit le bruit et diminue l'usure des outils. L'état de la surface s'en trouve également amélioré. La fig. 3 représente un outil rotatif suivant l'inven- tion sur lequel on voit la plaque d'outil 100, les moyens de fixation 101 et trois dispositifs 102a à 102c des roues de coupe. Les moyens de fixation sont constitués, dans le cas présent par deux rails longitudinaux parallèles 112a, 112b qui comportent chacun plusieurs tampons de vissage 113. Lorsqu'on veut un mode de suspension qui atténue les vibra- tions, chaque moyen de fixation peut être constitué par un méplat 114 et par une bande d'amortissement 115 sous-jacente en matériau du type caoutchouc. Les dispositifs 102 de maintien des roues de coupe comportent chacun deux axes 105 en forme de boulons filetés et plusieurs roues de coupe 104. La fig. 4 représente, à l'envers, l'outil rotatif et permet de voir encore la plaque d'outil 100 et les dispositifs 102a à 102c de maintien des roues de coupe. Elle montre également des parties des moyens de fixation 101. On voit nettement que les dispositifs 102 de maintien des roues de coupe ont une section en forme d'U et comportent chacune deux pièces jumelées 103 et une tôle transversale 106 qui est appliquée à plat contre la plaque d'outil. La liaison peut être assurée par des vis ou, de préférence, par soudage. Les axes 105 sont, comme les pièces jumel- les 103, parallèles entre eux, de sorte que le dispositif de maintien 102c des roues de coupe montre nettement que les axes sont décalés parallèlement et latéralement par rapport au contour courbe de la plaque d'outil 100. La fig. 5 représente un dispositif de maintien 102 des lames de coupe permettant de reconnaître les pièces jumelles 103 et la tôle transversale 106. Les axes parallèles 105 sont constitués par des boulons filetés dont la tige lisse n'est pas visible et qui comportent une tête spéciale 116 et des écrous ordinaires 117, des disques 118, 119 étant insérés contre les pièces jumelles 103. Entre les différentes roues de coupe 104, les axes portent des douilles 120 qui ont toutes la même hauteur, mais qui, à proximité des pièces jumelles, ont des épaisseurs différentes de sorte que les roues de coupe 104 des deux axes 105 sont décalées dans le sens axial les unes par rapport aux autres. La fig. 6 représente des détails d'une roue de coupe comprenant huit pointes 107 et des évidements concaves intercalaires 108. Les pointes comportent des parties apla- ties 109 qui sont, plus exactement, des éléments de circonférence. En son milieu, chacune de ces parties apla- ties comporte un alésage 110 permettant l'insertion d'une mise 111 en métal dur. Cette mise en métal dur est serrée dans l'alésage, le serrage étant effectué par des outils de pression 121 qui comportent, sur leur surface de formage, des évidements 122 en forme d'éléments de circonférence qui écrasent chacun latéralement une pointe 107 dans la zone de l'alésage 110. On obtient de cette manière les encoches 123 visi- bles sur les pointes 107. La mise en métal dur 111 peut avoir été introduite à l'avance dans l'alésage 110 avec du jeu ou avec serrage. Les roues de coupe comportant des mises en métal dur insé- rées de cette manière reviennent moins cher que celles dans lesquelles les mises en métal dur sont fixées par brasage dur. C'est particulièrement important, car les parties des roues de coupe qui sont exposées à l'usure s'usent rapide- ment et, de ce fait, représentent une partie importante des frais de fonctionnement de la machine. REVENDICATIONS 1 - Outil rotatif du type porte-lames ou tête de fraisage pour une machine servant à travailler et à éga- liser une surface plane constituée par exemple par un sol en ciment, en béton ou en un matériau de dureté ana- logue et comportant un train de déplacement à plusieurs roues et au moins un arbre vertical entraînant l'outil et comprenant un dispositif de maintien de l'outil caracté- risé en ce qu'il comporte une plaque d'outil (100) qui est munie de moyens de fixation (101) assurant sa fixation au dis- positif (12) de maintien de l'outil perpendiculairement à l'arbre (11) d'entraînement de l'outil, plusieurs disposi- tifs de maintien de roues de coupe qui sont répartis sur le pourtour de la plaque d'outil (100) et comportent des pièces jumelles (103) qui sont parallèles entre elles, per- pendiculaires à une certaine distance d'elle, à la plaque d'outil (100) et orientés dans une direction à peu près tangentielle et des roues de coupe (104> en forme d'étoile qui sont montées à plusieurs, de manière à pouvoir tourner librement dans une direction à peu près radiale, sur des axes (105) parallèles à la plaque d'outil (100) et passant dans les dispositifs de maintien (102) des roues de coupe. 2 - Outil rotatif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que dans chaque dispositif (102) de maintien des roues de coupe sont montés deux axes parallèles (105) portant le même nombre de roues de coupe (104) déplacées dans le sens axial les unes par rapport aux autres. 3 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que trois dispositifs de maintien (102) de roues de coupe sont montés sur la plaque d'outil (100) à la distance angulaire constante de 120 les uns des autres. 4 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dispositifs de maintien (102) des roues de coupe sont des fers en U de section rectangu- laire dont les âmes transversales (106) sont appliquées à plat contre la plaque d'outil (100). - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les axes (105) sont consti- tués par des goujons fixes serrés entre les pièces ju- melles (103). 6 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les axes (105) sont orientés à une certaine distance d'un plan de rotation, parallè- lement aux rayons de la plaque d'outil (100). 7 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux axes (105) d'un dispositif de maintien (102) des roues de coupe sont disposés symétriquement par rapport au contour courbe de la plaque d'outil (100). 8 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les roues de coupe (104) com- portent, entre leurs différentes pointes (107) des évide- ments concaves (108). 9 - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les pointes (107) des roues de coupe (104) comportent des parties aplaties (109) pré- sentant des alésages (110) qui sont orientés dans le sens radial par rapport à l'axe de la roue et dans lesquels sont insérées solidement des mises (111) en métal dur ser- rées dans le sens radial par rapport à l'axe de la mise. - Outil rotatif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les roues de coupe (104) com- portent huit pointes (107) situées à une distance angu- laire constante de 45 .