Brevet FR2674163A1 — publié le 19920925

L'invention concerne la réalisation d'une tête de lissage pour des matériaux constitués par de la pierre, convenant notamment pour être installés sur des machines de lissage fonctionnant en continu. On sait que le lissage de matériaux constitués par de la pierre sous la forme d'une opération continue est exécuté en utilisant des machines de lissage équipées d'une pluralité de têtes de lissage Lesdites machines de lissage sont contituées par un lit sur lequel glisse une courroie supportant le matériau constitué par de la pierre devant être lissé et qui est supporté de façon continue sous l'action des têtes de lissage qui agissent sur le lit par l'intermédiaire d'un support fixé au lit lui-même. Les têtes de lissage du type connu sont consti- tuées en principe par une bride fixe, raccordée rigidement à la poutre qui glisse sur la base de la machine de lis- sage, à l'intérieur de laquelle est montée une broche rota- tive possédant un axe vertical, qui engrène en rotation des corps de lissage possédant une surface extérieure abrasive, par l'intermédiaire d'engrenages de transmission. On sait que le matériau devant être traité pré- sente rarement un plan horizontal parfait de sorte que toutes les têtes de lissage de type connu sont soumises, pendant l'opération de lissage, à des vibrations et à des chocs, dûs aux impacts des éléments de lissage contre les inégalités de la surface du matériau constitué par de la pierre qui est traité En particulier, on a observé que de tels vibrations et chocs apparaissent non seulement lorsque le raccordement entre l'arbre de la broche et les éléments de lissage est de type rigide, mais également lorsque le raccordement est amorti par des joints élastiques interpo- sés Au contraire, la présence de tels amortisseurs en- traîne fréquemment un accroissement des vibrations qui en- traînent quelquefois la rupture de la dalle traitée. Un autre inconvénient des têtes de lissage de type connu est que la pression verticale de travail n'est pas répartie uniformément sur l'ensemble de la surface de- vant être lissée. Un autre inconvénient tient au fait que les ou- tils ne s'appliquent pas parfaitement sur la surface à tra- vailler si cette surface est très inégale. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvé- nients mentionnés précédemment en réalisant une tête de lissage qui, pendant la phase de lissage, n'est pas soumise à des chocs et des Vibrations susceptibles d'endommager la dalle traitée. Un autre but de la tête de lissage selon l'invention est de chercher à rendre la répartition des pressions sur la surface devant être lissée, plus uniforme que ce que l'on peut obtenir avec des têtes de lissage équivalentes de type connu afin d'obtenir une usure uni- forme des cylindres à surface abrasive. Les buts indiqués et d'autres buts, qui seront mieux compris ci-après, sont atteints grâce à la réalisa- tion d'une tête de lissage pour des matériaux constitués par de la pierre, particulièrement appropriée pour être installée sur des machines de lissage fonctionnant en continu, comprenant une bride fixe raccordée rigidement à la machine de lis- sage par l'intermédiaire d'un élément de raccordement et comportant, en position centrale, un trou traversant à l'intérieur duquel la partie supérieure d'une broche cylin- drique rotative possédant un axe vertical est montée moyen- nant l'interposition de paliers; un carter rotatif fixé coaxialement à la partie infé- rieure de la broche à l'aide de moyens mécaniques de rac- cordement, dont le corps central est centré en correspon- dance avec une zone médiane de la surface extérieure de la broche moyennant l'interposition de paliers, ledit carter possédant une pluralité de chambres tubulaires réparties radialement et à l'intérieur de chacune desquelles est monté un arbre possédant un axe horizontal supportant un manchon tubulaire possédant une surface extérieure abra- sive, une unité cinématique constituée d'engrenages et de pi- gnons, qui engrènent et coopèrent entre eux et sont appro- priés pour transmettre le mouvement de rotation de la broche verticale au carter rotatif et à chaque arbre hori- zontal équipé d'un manchon possédant une surface extérieure abrasive, et est caractérisée en ce que la paroi inférieure du carter rotatif et l'extrémité inférieure de la broche verticale coopèrent par l'intermédiaire d'un joint possédant un pro- fil sphérique et qui permet de faibles oscillations du car- ter lui-même pendant la rotation, lesdites oscillations étant induites pendant la phase de lissage par les arbres qui supportent les manchons à surface abrasive et étant amorties par des éléments élastiques intercalés entre les parties qui raccordent la paroi inférieure du carter rota- tif à la partie inférieure de la broche verticale et entre la zone médiane extérieure de la broche et la roue conique appartenant à l'unité cinématique et coaxiale à la broche, ladite roue étant raccordée au corps central du carter ro- tatif lui-même par l'intermédiaire de paliers. Avantageusement, la tête de lissage selon l'in- vention a un fonctionnement plus fiable étant donné que, pendant le travail, les vibrations, qui pourraient rompre le matériau, sont presque éliminées. En outre avantageusement, l'absence de vibrations permet de réaliser des finitions présentant une qualité su- périeure à ce que l'on peut obtenir à partir de têtes de lissage équivalentes de type connu. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après considérée sans aucun caractère limitatif prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente la tête de lissage selon l'invention, selon une vue en coupe longitudinale dans un plan vertical passant par l'axe de la broche de rotation de a la tête; et la figure 2 représente la vue de dessous de la tête de lissage représentée sur la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, la tête de lissage selon l'invention, indiquée dans son ensemble par la référence 1, se compose d'une bride fixe 2 raccordée ri- gidement à la base de la machine de lissage, non représen- tée sur les figures, par l'intermédiaire de l'élément de raccordement 3 qui comporte, en son centre, un trou traver- sant dans lequel s'engage la partie supérieure 5 d'une broche rotative 6 possédant un axe vertical 7, moyennant l'interposition de paliers 4 Une bride 10 est raccordée à la partie inférieure 8 de la broche rotative 6 par un ac- couplement denté 9, ladite bride fixant, au moyen de vis 11, la broche verticale 6 à la paroi inférieure 51 d'un carter 12 De cette manière, le carter 12 est fixé rigide- ment à la broche verticale 6 lorsque cette dernière est en- traînée en rotation par l'arbre de la machine de lissage, à partir duquel elle est entraînée (ce qui n'est pas repré- senté sur la figure) et qui est raccordé à la bride de tête 70 de la broche 6 On peut voir notamment qu'entre l'extrémité de la partie inférieure 8 de la broche rotative 6 et la paroi inférieure 51 du carter rotatif 12 est inter- calé un joint sphérique 52 constitué par un écrou annulaire 72 fixé à l'extrémité de la broche verticale 6, qui est ac- couplée à la paroi inférieure 51 du carter rotatif 12, ces deux éléments étant accouplés au moyen de profils sphé- riques conjugués 53 qui appartiennent à ces deux éléments et possèdent un rayon 54 Ce joint sphérique 52 permet au carter rotatif 12 certaines faibles rotations par rapport au centre de la rotation constitué par l'intersection du rayon 54 et de l'axe 7 de la broche 6. Le carter 12 possède également une partie supé- rieure 13 en forme de cloche, qui est montée à l'intérieur d'une gorge annulaire 14 usinée dans la bride fixe 2 moyen- nant l'interposition d'un joint d'étanchéité à double lèvre Pendant la rotation, ce joint d'étanchéité à double lèvre 15, qui est d'un type connu, réalise l'étanchéité de la partie en forme de cloche 13 du carter rotatif 12 par rapport à la bride fixe 2, en liaison avec une bague 71 in- sérée dans la bride fixe 2 et formée d'un matériau anti- usure trempé. Sur la figure 2, on peut voir que le carter rota- tif 12 comporte une pluralité de chambres tubulaires 16, qui sont présentes au nombre de six dans l'exemple men- tionné et à l'intérieur de chacune desquelles est monté un arbre 17 possédant un axe horizontal 18 Chaque arbre hori- zontal 17 est supporté par des paliers 19 montés à l'inté- rieur de la chambre tubulaire 16, et présente une extrémité qui fait saillie radialement à l'extérieur de la chambre tubulaire 16 et est raccordée à un manchon tubulaire 22 par l'intermédiaire d'un accouplement conique 21 et de vis de fixation 20 Une couche 23 d'un matériau abrasif est ajou- tée sur la surface extérieure de chaque manchon tubulaire 22 Pour obtenir l'action désirée de lissage, il est néces- saire qu'à la fois le carter 12 et les manchons tubulaires 22, qui supportent la couche de matériau abrasif 23, soient agencés de manière à tourner autour de leurs axes A cet effet, la broche verticale 6 possède une roue dentée cylin- drique 30, qui est clavetée sur cette broche et est fixée au moyen de la clavette 31 qui s'engage dans un anneau cy- lindrique 32 possédant une denture intérieure, ledit anneau étant fixé à l'intérieur de la bride fixe 2 au moyen de pa- liers 33 et étant désaligné de la distance 134 par rapport à l'axe vertical 7 de la broche 6 Cet anneau cylindrique 32 à denture intérieure engrène à son tour avec une roue autre dentée cylindrique 34, qui est montée folle sur la broche 6 moyennant l'interposition de paliers 35 et possède un nombre de dents qui diffère de celui de la roue dentée 32 Cette roue dentée 34 tourne avec une vitesse de rota- tion différente de celle de la roue dentée 32, et cette ro- tation est transmise par l'intermédiaire de goupilles de raccordemenet 38 à une roue dentée à denture conique 36, qui est coaxiale par rapport à la broche verticale 6 et est montée folle par rapport à cette dernière, par l'intermé- diaire de roulements à rouleaux 37 On peut voir en parti- culier que ledit raccordement est établi en correspondance avec une chambre annulaire 39 fixée à la roue dentée cylin- drique 34, la goupille 38 étant logée dans ladite chambre annulaire 39 moyennant l'interposition d'un anneau élas- tique 40 possédant une fonction d'accouplement flexible. Enfin, la roue dentée conique 36 engrène avec un pignon co- nique 41 fixé d'une manière clavetée sur l'extrémité, qui ne fait pas saillie à l'extérieur, de chaque arbre horizon- tal 17 qui supporte le manchon tubulaire 22 sur lequel la couche de matériau abrasif 23 est ajoutée Lorsque la broche verticale 6 est entraînée en rotation sous l'effet dudit déplacement cinématique, elle fait tourner simultané- ment le carter 12 autour de son axe vertical 7 et chaque manchon tubulaire 22 autour de son axe horizontal 18 C'est pourquoi, sur la surface 50 de la pierre il se produit une action abrasive due à la combinaison des déplacements dé- crits. Lorsque la surface abrasive 23 des manchons tubu- laires 22 rencontre des inégalités sur la surface de tra- vail 50, les arbres horizontaux 17, qui supportent ces man- chons, sont soumis à une flexion qui est transmise au joint sphérique 52 étant donné que lesdits arbres 17 sont montés rigidement à l'intérieur des chambres tubulaires 16 qui sont présentes dans le carter 12, et dont la paroi infé- rieure 51 fait partie, comme indiqué précédemment, du joint sphérique 52 De ce fait, toute contrainte de chaque arbre horizontal 17 constituant la tête de lissage provoque une oscillation du carter rotatif 12 autour du centre 55, qui est le point d'intersection du rayon 54 de la surface sphé- rique 53 et du joint sphérique 52 avec l'axe vertical 7 de la broche 6. Afin à la fois d'amortir cette oscillation et de permettre un rappel élastique des arbres horizontaux après la rotation, un manchon élastique 57 est intercalé entre chaque vis 11, qui raccorde la partie inférieure 51 du car- ter rotatif 12 à la bride 10 pour la fixation de l'extrémité inférieure 8 de la broche verticale 6 De la même manière et dans le même but, en correspondance avec le corps central 59 du carter rotatif 12, un manchon élastique 57 est intercalé entre la zone médiane 58 de la broche 6 et la roue conique 36 qui transmet la rotation aux pignons co- niques 41 des arbres horizontaux. On comprendra que, conformément à ce qui a été décrit, chaque fois qu'un ou plusieurs manchons tubulaires 22 rencontre une inégalité dans le plan du matériau de tra- vail 50, dans le carter rotatif 12, une oscillation élas- tique est produite autour du centre 55 situé sur l'axe ver- tical 7 de la broche 6 et par conséquent des battements et des vibrations, qui pourraient endommager les parties inté- rieures de la tête de lissage ou altérer la qualité de lis- sage sur le matériau, sont évités Dans tous les cas, le risque d'une rupture de la dalle formée d'un matériau constitué par de la pierre, qui est soumise au traitement, est évité. En ce qui concerne les manchons tubulaires 22, sur la surface extérieure desquels le matériau abrasif 23 est ajouté, on notera que leurs diamètres extérieurs ne sont pas toujours strictement constants C'est pourquoi il est nécessaire de prévoir une auto-compensationo desdites faibles différences pendant l'action de lissage A cet ef- fet, la couche de matériau abrasif 23 de chaque manchon tu- bulaire 22 est supportée par un anneau de section circu- laire 60, qui est appliqué au manchon 22 par l'intermédiai- re d'une coque annulaire de logement 61 qui est maintenue à distance de la surface du manchon tubulaire 22 par l'interposition d'une mince couche de caoutchouc 62 De cette manière, pendant l'action de lissage, les différences des diamètres sont compensées par l'écrasement de ladite couche en caoutchouc 62. La présence de cette couche de caoutchouc 62 et le risque d'oscillation du carter rotatif 12 autour du joint sphérique 52 dans le cas de la présence de non-uni- formités de la surface, permet également d'obtenir une meilleure adhérence des couches de matériau abrasif 23 sur la surface traitée En outre, le joint sphérique améliore également la répartition des charges sur la surface pendant l'action de lissage, ce qui rend cette action plus uni- forme. Pendant la phase de fabrication de la tête de lissage selon l'invention, on peut apporter certaines modi- fications concernant par exemple une réalisation différente des déplacements cinématiques qui transmettent la rotation de la broche verticale 6 aux arbres horizontaux 17 qui sup- portent les manchons tubulaires 22 pourvus du matériau abrasif 23 On peut également modifier les formes de la bride fixe et du carter rotatif ainsi que le nombre des manchons tubulaires 22, qui font partie de la tête de lis- sage elle-même, conformément aux besoins de l'utilisateur. Cependant, on comprendra que l'ensemble desdits changements et modifications entrent dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Tête de lissage ( 1) servant à lisser des maté- riaux constitués par de la pierre et destinée à être montée sur des machines de lissage fonctionnant en continu, comprenant: une bride fixe ( 2) raccordée rigidement à la machine de lissage par l'intermédiaire d'un élément de raccordement ( 3) et comportant, en position centrale, un trou traversant à l'intérieur duquel la partie supérieure ( 5) d'une broche cylindrique rotative ( 6) possédant un axe vertical ( 7) est montée moyennant l'interposition de paliers ( 4); un carter rotatif ( 12) fixé coaxialement à la partie in- férieure ( 8) de la broche à l'aide de moyens mécaniques de raccordement ( 10,11), dont le corps central ( 59) est centré en correspondance avec une zone médiane ( 58) de la surface extérieure de la broche ( 6) moyennant l'interposition de paliers, ledit carter possédant une pluralité de chambres tubulaires ( 16) réparties radialement et à l'intérieur de chacune desquelles est monté un arbre ( 17) possédant un axe horizontal ( 18) supportant un manchon tubulaire ( 22) possé- dant une surface extérieure abrasive ( 23), une unité cinématique constituée d'engrenages et de pi- gnons ( 30,32,34,36,41), qui engrènent et coopèrent entre eux et sont appropriés pour transmettre le mouvement de ro- tation de la broche verticale ( 6) au carter rotatif ( 12) et à chaque arbre horizontal ( 17) équipé d'un manchon ( 22) possédant une surface extérieure abrasive ( 23), caractérisée en ce que la paroi inférieure ( 51) du carter rotatif ( 12) et l'extrémité inférieure ( 8) de la broche verticale ( 6) coopèrent par l'intermédiaire d'un joint ( 52) possédant un profil sphérique ( 53) et qui permet de faibles oscillations du carter lui-même pendant la rotation, les- dites oscillations étant induites pendant la phase de lis- sage par les arbres qui supportent les manchons à surface abrasive et étant amorties par des éléments élastiques in- tercalés entre les parties qui raccordent la paroi infé- rieure ( 51) du carter rotatif à la partie inférieure ( 8) de la broche verticale et entre la zone médiane extérieure ( 58) de la broche et la roue conique ( 36) appartenant à l'unité cinématique et coaxiale à la broche, ladite roue étant raccordée au corps central du carter rotatif lui-même par l'intermédiaire de paliers. 2 Tête de lissage selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que l'unité cinématique, qui transmet la rotation de la broche verticale aux arbres horizontaux qui supportent les manchons tubulaires possédant une surface extérieure abrasive, est constituée par une roue dentée cy- lindrique ( 30) clavetée de façon fixe sur la broche verti- cale ( 6), et par une autre roue cylindrique dentée ( 34), montée folle sur la broche verticale elle-même, ces deux roues engrenant avec la denture intérieure d'un anneau cy- lindrique ( 32) monté fou sur la bride fixe ( 2) moyennant l'interposition de paliers extérieurs ( 33), ladite roue cy- lindrique ( 34) étant montée folle par rapport à la broche verticale ( 6) et raccordée par l'intermédiaire de goupilles de raccordement ( 38) à une roue conique dentée ( 36) qui est coaxiale à la broche verticale et est montée folle sur cette dernière et qui engrène à son tour avec des pignons coniques ( 41) clavetés chacun sur l'extrémité de l'un des arbres horizontaux ( 17) qui supportent les manchons tubu- laires ( 22) équipés d'une surface extérieure abrasive ( 23). 3 Tête de lissage selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce que chaque goupille ( 38), qui réalise la liaison entre la roue cylindrique dentée ( 34) et la roue conique dentée ( 36), qui sont toutes deux coaxiales à la broche verticale ( 6) et sont montées folles sur cette der- nière, comporte une extrémité fixée à l'intérieur d'une chambre annulaire ( 39) fixée à la roue cylindrique ( 34), tandis que son autre extrémité est fixée à la roue conique dentée ( 36), des manchons élastiques ( 40) étant intercalés il entre la chambre cylindrique ( 39) et l'extrémité de la gou- pille ( 38). 4 Tête de lissage selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que le joint sphérique ( 52) est constitué par un écrou annulaire ( 72) fixé à l'extrémité inférieure ( 8) d'une broche verticale ( 6) qui est raccordée à la paroi inférieure ( 51) du carter rotatif ( 12) le long de profils sphériques conjugués ( 53) appartenant aux deux pièces, le rayon de courbure ( 54) desdits profils sphériques ( 53) re- coupant l'axe vertical de rotation ( 7) de la broche ( 6). Tête de lissage selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les éléments élastiques intercalés entre les parties qui raccordent la paroi inférieure ( 51) du carter rotatif ( 12) à la partie inférieure ( 8) de la broche verticale ( 6), sont des manchons tubulaires élas- tiques ( 56) réalisés en caoutchouc ou en un autre matériau élastomère, disposés coaxialement à l'extérieur des vis ( 11) qui raccordent la paroi inférieure ( 51) du carter ro- tatif ( 12) à la bride ( 10) fixée à la partie inférieure de la broche verticale ( 6) elle-même. 6 Tête de lissage selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les éléments élastiques intercalés entre la zone médiane extérieure ( 58) de la broche et la roue conique ( 36) coaxiale à la broche ( 6), sont constitués par un ou plusieurs manchons tubulaires élastiques ( 57) formés de caoutchouc ou d'un autre matériau élastique et coaxiaux à la broche ( 6). 7 Tête de lissage selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que chaque manchon tubulaire ( 22) possède une surface extérieure abrasive ( 23) appliquée de façon ex- terne sur un anneau tubulaire ( 60) coaxial au manchon lui- même moyennant l'interposition d'une coque annulaire de lo- gement ( 61) supportée par une surface élastique ( 62), qui est en contact avec la surface du manchon tubulaire.