Brevet FR2578467A1 — publié le 19860912

La présente invention est relative à un dispo- sitif permettant le surfaçage et le polissage soigné du côté ou chant, généralement vertical, d'une pièce ou d'un élément préfabriqué massif, s'étendant horizontalement et posé à plat sur un support approprié. On sait que le bord latéral d'une pierre posée à plat, du genre d'une dalle ou d'une stèle, se présente généralement verticalement et offre un contour qui selon l'usage prévu,peut comporter un profil avec des parties droites, concaves ou convexes de courbures variables et plus ou moins complexes selon l'usage envisagé pour la pierre à travailler. Le surfaçage puis le polissage de celle-ci s'effectuentau moyen de meules de forme générale cylindrique, dites meules rouleaux, fixées en bout d'une broche rotative verticale portée par une machine manuelle ou automatique. Or pour obtenir sur le chant vertical de la pierre un polissage final acceptable, il est habituellement nécessaire d'utiliser successivement cinq meules dont le grain, diamanté ou en carborundum, est dégressif. Cependant, avec ce type de meules à rouleaux, il s'avère que l'opéra- tion de polissage ne permet guère d'aller au-delà de l'uti- lisation de la troisième taille de grain, les meules cor- respondantes, travaillant avec leur périphérie, étant au contact du chant de la pierre selon une génératrice verti- cale et ayant tendance à se déformer, nonobstant un bala- yage vertical parallèlement à l'axe de la broche rotative dont elles peuvent être animées. Il en résulte que le polissage final est insuffisant, avec un état de surface imparfait et au total la formation dans le chant de la pierre de facettes successives et non pas d'une surface dont la courbure ne présente aucune discontinuité. Pour pallier cet inconvénient, le processus mis en oeuvre dans les machines de surfaçage et de polissage de pierres ou éléments préfabriqués massifs posés à plat, consiste après un travail préalable des pierres par les meules à rouleaux entrainées en rotation autour d'un axe vertical jusqu'à une taille de grain acceptable pour ces meules, à retourner la pierre de 900 pour l'amener dans un plan vertical et à finir le polissage de sa surface latérale au moyen d'un autre type de meule,dite meule boisseau, travaillant a plat sur le chant de la pierre. Outre l'utilisation indispensable d'un cardan pour le montage de la meule boisseau sous la broche rotati- ve de la machine, qui permet à cette meule la liberté de mouvement indispensable, cette solution présente le désa- vantage d'exiger un basculement de la pierre pour l'amener de sa position horizontale o elle est posée à plat,en une position verticale, ce qui exige des manutentions dif- ficiles, souvent délicates à mettre en oeuvre sans risque pour la pierre elle-même et qui, de toute façon, grèvent considérablement le prix-de revient de l'opération. La présente invention a pour objet un disposi- tif de surfaçage et de polissage du chant vertical d'une pierre ou d'un élément préfabriqué massif, qui évite ces inconvénients en permettant de maintenir en permanence la pierre dans sa position horizontale posée à plat sur son support, sans modifier la conception générale de la machine de polissage qui conserve une broche verticale rotative pour les opérations usuelles effectuées préalablement sur la pierre ainsi que les premières passes de surfaçage et de polissage du chant de celle-ci au moyen d'une meule rouleau classique, la finition de ces opérations étant réalisée par une meule boisseau travaillant à plat sur la surface à polir. 3 2578467 A cet effet le dispositif considéré, comportant une broche rotative d'entraînement à axe vertical, se carac- térise en ce qu'il comprend un boîtier principal Irté à rotation autour dadit axe vertical et recevant un axe d'entraîneient harizontal pour une eule boisseau fixée en bout de cet axe horizontal à une extrCmité di bottier et attaquant a plat le chant vertical de la pierre main- tenue horizontalement. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le mouvement de l'axe horizontal est directement obtenu à par- tir de celui de l'axe vertical de la broche rotative au moyen d'un mécanisme de renvoi a deux pignons coniques fixés respec- tivement sur les deux axes et engrenant mutuellement l'un avec l'autre. Avantageusement, 1 'axe horizontal portant la meule boisseau est guidé dans un prolongement du boîtier sur des paliers d'appui et raccordé a son extrémité opposée à la meule boisseau par un alésage prévu dans cet axe à un raccord tournant relié à une centrale d'alimentation en eau pour le refroidissement de la meule boisseau. Dans cette première variante de réalisation cependant, la conception du boîtier principal et de son pro- longement guidant l'axe horizontal sont tels que la meule boisseau est nécessairement en porte à faux par rapport a l'axe vertical de la broche d'entraînement, créant une réac- tion limitée de la meule sur la pierre au cours du fonction- nement du dispositif. C'est pourquoi, pour éviter cet effet éventuellement parasite, le boîtier est avantageusement asso- cié à un contre-poids ou à des ressorts de stabilisation, limitant le moment d'inertie du bottier, qui tend à faire tourner la meule par suite de la rotation de la broche d'entraînement à axe vertical. Toutefois, dans une autre variante de réalisation, l'effet d'inertie du à la rotation de la broche verticale est encore réduit en décalant latéralement le bottier par rapport à l'axe de la broche de manière à disposer direc- tement la meule boisseau dans un plan vertical passant par l'axe de la broche. A cet effet, l'axe vertical d'entraînement de la broche rotative porte un pignon droit coopérant avec un autre pignon monté dans un boîtier auxiliaire à l'extrémité d'un axe intermédiaire vertical muni à son extrémité opposée d'un mécanisme à deux pignons coniques entraînant,dans le boîtier principal, l'axe horizontal de la meule boisseau. Dans cette seconde variante de réalisation, toutes les autres caractéristiques du dispositif considéré sont conservées, concernant en particulier le guidage de l'axe horizontal de la meule boisseau et l'utilisation à l'extrémité opposée à la meule d'un raccord tournant et d'une centrale d'alimentation en eau. Dans l'une et l'autre des deux variantes de réalisation ci-dessus, on transforme ainsi le mouvement de l'axe vertical de la broche en un mouvement horizontal de l'axe de la meule boisseau, celui-ci étant en outre guidé dans le boîtier principal qui peut tourner autour de l'axe vertical de telle sorte que, lorsque la meule est en contact de pression avec le chant de la pierre à polir, elle suive exactement le contour ébauché, quel que soit le profil de celui-ci et notamment la succession de parties droites, concaves ou convexes qu'il présente. Il est ainsi possible de fraiser, surfacer et polir avec un degré de finition remarquable le chant de la pierre ou de tout autre élément préfabriqué massif quels que soient les emplacements o doivent agir les meules de travail, en particulier les parties disposées à l'intérieur du volume de la pierre, par exemple les tableaux de fenêtre ou des éléments préfabriqués de façade d'immeubles. 2578467 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le boîtier principal recevant l'axe horizontal d'entralne- ment de la meule boisseau est directement commandé par un moteur hydraulique ou analogue étant suspendu à une console fixée sur un support de la broche d'entraînement à axe vertical. Dans cette même variante, la broche est libre en rotation afin d'autoriser l'orientation de la console portant la meule boisseau par rapport au chant de la pierre à polir, le positionnement du boîtier principal sur la console permettant d'ajuster la position de la meule selon l'usure de cette dernière. D'autres caractéristiques et avantages d'un dispositif de surfaçage et de polissage établi conformé- ment à l'invention apparaîtront encore à traversla descrip- tion qui suit de plusieurs exemples de réalisation,donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif établi conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une variante de ce premier mode de réalisation,illustré sur la figure pré- cédente, - la figure 3 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation. On a repris sur ces diverses figures des chiffres de référence identiques pour désigner sur les unes et les autres les mêmes organes. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la référence 1 désigne dans son ensemble,un dispo- sitif pour permettre le surfaçage et le polissage du chant vertical latéral d'une pierre ou d'un élément préfabriqué analogue(non représenté), posé à plat sur le support d'une 6 Z578467 machine d'usinage d'un type en lui-même connu. Cette machine comporte notamment une broche verticale montée en rotation autour d'un axe représenté sur le dessin sous la référence 2, le dispositif avec sa bride 3 venant se visser sur la broche à axe vertical 2 de la machine. Le dispositif 1 monté sous l'axe vertical 2 de la broche est composé principalement d'un axe de transmission vertical 4 monté à l'intérieur d'un bottier principal 5 comportant deux parties qui,dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure,sont désignéessous les références a et 5b et s'étendent sensiblement perpendiculairement l'une à l'autre. L'arbre 4 disposé selon l'axe vertical 2 de la broche est monté rotatif avec cette dernière à l'intérieur de la partie 5a du bottier sur des paliers à billestels que 6 et 7. A son extrémité inférieure, l'arbre 4 comporte un embout 8 sur lequel est immobilisé un pignon conique 9 bloqué en bout par une clavette de butée axiale 10. Le pignon conique 9 est prévu pour coopérer avec un second pignon conique 11,fixé sur l'embout d'extré- mité 12 d'un axe horizontal 13,s'étendant à l'intérieur de la seconde partie 5b du bottier 5, cet arbre 13 ayant son axe horizontal et par conséquent perpendiculaire à l'axe 2 de la broche d'entraînement. L'arbre horizontal 13 est monté rotatif à l'intérieur du boîtier 5b sur des roulements 14 et 15 et comporte à son extrémité opposée à l'extérieur du bottier une tête 16 sur laquelle peut être immobilisée, par des moyens en eux-mêmes classiques, une meule boisseau 17 dont la figure illustre schématiquement le profil. A son extrémité opposée,l'axe horizontal 13 comporte un alésage axial 18 sur lequel vient se brancher un raccord tournant 19,lui-même relié à une centrale d'ali- mention en eau (non représentée) permettant d'injecter par l'intérieur de l'axe 13 vers la meule boisseau 17 l'eau nécessaire à la lubrification de cette meule lors de son utilisation pour le surfaçage et le polissage de la pierre à travailler. Sur la figure 1,la meule boisseau 17 d'un type en lui-même parfaitement connu, est représentée avec une ligne transversale en pointillé 20, schématisant en moyenne la zone d'attaque de la meule sur le chant de la pierre à usiner selon l'usure de cette meule en cours d'utilisation. Comme on le voit, la ligne pointillée 20 de la meule est située à une distance désignée sur le dessin par la référence 1 par rapport à l'axe vertical 2 de la broche rotative entraînant l'ensemble du mécanisme et notamment réalisant la rotation de la meule boisseau 17 par l'intermédiaire de son arbre support 13 grâceau systê- me de renvoi à pignonsconiques 9 et 10. Par construction,on réduit autant que possible la distance 1 de manière à éviter le porte à faux de la meule par rapport à l'axe de la broche rotative. En outre, ces dispositions conduisent à transmettre à la meule une certaine inertie du fait de la rotation de l'axe. De plus en raison de la distance 1 précédente, en fonctionnement, la meule 17 a tendance à subir par rapport au chant de la pierre un certain mouvement d'oscillation par rapport à son axe ou encore à "bêcher" légèrement au fur et à mesure de son déplacement sur le chant de la pierre. Pour pallier cet inconvénient et limiter autant que possible l'effet d'oscillation de la meule, une première solution peut consister à monter autour du boîtier 5 por- tant cette dernière un contre-poids ou des ressorts de stabilisation limitant dans une certaine mesure l'effet d'entraînement par inertie du boîtier. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention qui permet d'éliminer plus u ut'il setiLon efficacement/I eFe d scl alon de la meule et les incon- vénients que celui-ci peut présenter pour l'usinage et le surfaçage parfait du chant de la pierre à travailler. Cette solution consiste à éviter tout porte a faux de la meule par rapport à l'axe de rotation de la broche,en ramenant à zéro la valeur de la distance 1 prévue dans le premier exemple de réalisation. A cet effet le dispositif considéré,qui pour l'ensemble reprend les dispositions mécaniques mises en oeuvre dans le premier exemple, comporte un bottier complé- mentaire 21 intercalé entre l'axe de rotation vertical 2 de la broche et le corps du bottierprincipal 5. A cet effet l'axe 2 de la broche entraine à l'intérieur du bottier 21 un arbre intermédiaire vertical 22 sur lequel est immobilisé un pignon droit 23 engrenant lui-même avec un pignon 3 de même diamètre 24 immobilisé sur l'axe 4 monté a l'intérieur de la partie 5a du bottier 5. Dans cette variante de réalisation la ligne en pointillé 20,représentant la face moyenne d'attaque de la meule boisseau 17 contre le chant de la pierre à surfacer et a polir selon l'usure de cette meulese trouve sensiblement dans l'axe vertical 2 de rotation de la broche, ce qui per- met d'éliminer l'effet de porte a faux constaté précédemment. Toutefois dans cette variante subsiste encore l'effet d'iner- tie créé par la rotation de la broche et rend utile de main- tenir sur le bottier principal de l'appareil un contre-poids ou des ressorts permettant d'améliorer la stabilité de 1 'ensemble. Dans une troisième variante de réalisation illus- trée sur la figure 3, l'axe vertical de la broche 2 n'assure plus directement la commande du mouvement d'entratnement de l'arbre horizontal de la meule boisseau. Dans cette variante, la broche à axe vertical 2 9 2578467 est associée à un support 25 sous lequel est fixée une console 26 par l'intermédiaire d'une bride d'immobilisation 27. A l'extrémité opposée du support 26 est monté le boîtier principal 28 à l'intérieur duquel s'étend horizontalement un arbre d'entraînement horizontal 29,guidé dans le boîtier sur des paliers tels que 30 et 31. A l'une de ses extrémités, l'arbre 29 est directement connecté à un moteur hydraulique ou analogue 32 et comporte à son extrémité opposée une tête 33 sur laquelle est fixée une meule boisseau 34, dont la ligne d'usure médiane schématisée sous la référence 35 est sensiblement disposée dans le plan de l'axe vertical 2 de la broche. Dans cette variante, la broche de la machine est ainsi laissée libre en rotation pour permettre à la face de la meule boisseau de s'orienter par rapport au chant de la pierre posée à plat qu'il convient,selon l'invention,de surfacer et de polir. L'ensemble réalisé est de conception très simple et rapide à monter,nécessitant seulement son adapta- tion à la broche rotative 2 et sa fixation à la ma- nière d'un mandrin porte-outils.A noter que la conception du dispositifdans cette troisième variante de réalisation permet d'ajuster facilement la position de la meule par rapport au chant de la pierre à surfacer et polir afin d'obtenir une meilleure tenue de l'ensemble lorsque la meule se déplace en pression sur les formes convaves ou convexes du chant de cette pierre. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation plus spécia- lement décrits et représentés ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. 2578467 REVENDICATIONS 1. Dispositif de surfaçage et de polissage du chant vertical d'une pierre ou d'un élément préfabriqué massif posé à plat, comportant une broche rotative d'entraînement à axe vertical (2), caractérisé en ce qu'il comprend un bottier principal (5) monté à rotation autour dudit axe vertical et recevant un axe d'entrainement horizontal (13) pour une meule boisseau (17) fixée én bout de cet axe hori- zontal à l'extrémité du bottier et attaquant à plat le chant de la pierre maintenue horizontalement. 2. Dispositif de surfaçage'et de polissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de l'axe horizontal (13) est directement obtenu à partir de celui de l'axe vertical (2) de la broche rotative au moyen d'un mécanisme à deux pignons coniques (9-11) fixes respec- tivement sur les deux axes et engrenant mutuellement l'un avec l'autre. 3. Dispositif de surfaçage et de polissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe horizontal (13) portant la meule boisseau (17) est guidé dans un pro- longement (5b) du bottier principal sur des paliers d'appui (14-15) et raccordé, à son extrémité opposée à la meule boisseau, par un alésage (18) prévu dans cet axe à un rac- cord tournant (19) relié à une centrale d'alimentation en eau pour le refroidissement de la meule. 4. Dispositif de surfaçage et de polissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe vertical (2) de la broche rotative d'entraînement commande un pignon droit (23) coopérant avec un autre pignon (24) monté dans un bottier auxiliaire (21) à l'extrémité d'un axe intermé- diaire vertical (4) muni à son extrémité opposée d'un mécanisme à deux pignons coniques (9-11) entraînant, dans le bottier principal (5), l'axe horizontal (13) commandant la meule boisseau de telle sorte que celle-ci se situe dans un plan contenant l'axe vertical de la broche. 5.Dispositif de surfaçage et de polissage selon la 1 1 revendication 1, caractérisé en ce que le bottier principal (28) contenant l'axe horizontal (29) d'entratnement de la meule boisseau est directement. actionné par un moteur hydraulique (32) ou analogue, ce bottier étant suspendu à une console (26) fixée au support (25) de la broche rotative d'entraînement a axe vertical (2).