Brevet FR2809044A1 — publié le 20011123

La présente invention concerne le domaine des abrasifs, et plus particulièrement des outils abrasifs destinés à être fixés sur, et entraînés en rotation par, des dispositifs d'entraînement de type perceuse en vue d'accomplir des opérations de précision, c'est-à-dire des opérations appliquees à de petites surfaces, éventuellement difficiles d'accès telles que des surfaces renfermées (cavité intérieur de tuyaux, etc.). Pour ce genre de travail, il existe actuellement des outils abrasifs de type "meules sur tige", qui sont dispositifs pleins, c'est-à-dire d'un seul bloc de matériau et qui sont constitués en général d'oxyde d'aluminium. outils peuvent prendre plusieurs formes selon l'aspect et la taille du substrat que l'on souhaite travailler, sont généralement utilisés dans des opérations telles que des ébavurages légers ou moyens. Toutefois, si ces outils abrasifs de type "meules sur tige" permettent de travailler un grand nombre de surfaces même difficiles d'accès, ils ne permettent que des travaux finition et ne sont pas adaptés à travailler en profondeur certains matériaux comme les métaux. Pour pallier ce manque, il a été développé des outils abrasifs de type "roues à lamelles abrasives", qui sont constitués d'une série de lamelles de forme rectangulaire fixées l'une de leur longueur sur un support et s'étendent radialement, formant ainsi un outil abrasif en forme de cylindre. Ces "roues à lamelles" sont généralement utilisées dans des opérations d'usinage, d'abrasion et de finition plastiques, métaux et bois. Toutefois, là encore, ces outils abrasifs de type "roue à lamel " ne sont pas entièrement satisfaisants du fait que, de leur forme cylindrique, ils ne peuvent travailler que latéralement. En 'autres termes, ils ne peuvent attaquer le matériau à travailler que par la zone de leurs lamelles adjacentes à leur longueur libre, mais pas celle adjacente à l'une ou l'autre de leur largeur. Ils ne peuvent donc pas travailler "en bout". Par travailler en bout, on entend travailler au moyen de l'extrémité de l'outil opposée à celle qui est fixée sur le dispositif d'entraînement. L'invention permet de remédier à cet inconvénient de 1 art antérieur en ce sens qu'elle propose un outil abrasif pour entraînement en rotation autour d'un , ledit outil étant constitué d'une série de lamelles de matériau abrasif rayonnant à partir d'un support commun coaxial audit axe de rotation, et qui est caractérisé en ce que lamelles ont périmètre ayant au moins une section courbe et une section rectiligne adjacentes, et en ce que lesdites lamelles sont fixées sur ledit support le long de ladite section rectiligne, l'outil définissant ainsi au moins une zone abrasive en forme de calotte. I1 s'ensuit que l'extrémité de l'outil opposée à celle est fixée sur le dispositif d'entraînement non pas une configuration plate comme la roue à lamelles antérieurement connue, mais une configuration courbe. Ainsi les outils abrasifs selon l'invention peuvent être 'lisés, non seulement latéralement, mais aussi en bout. Dans une première forme d'exécution de l'invention, ladite section rectiligne est la corde sous-tendant ladite section courbe, avec pour résultat que l'outil abrasif a une configuration générale en "boule" dont la section dans un plan contenant l'axe de rotation peut être de géométrie variable : circulaire, elliptique, ovoïde, ., selon le de travail à effectuer. Dans un mode de réalisation préféré de cette première forme d'exécution, les lamelles de matériau abrasif ont une forme en "quartiers d'orange", et l'outil abrasif a la forme d'une sphère régulière. Un tel outil abrasif offre une grande étendue de surface d'attaque à la fois latérale et en bout puisque l'on peut faire pivoter son axe de rotation dans toutes les directions tout en gardant le contact entre l'outil le substrat. De surcroît, du fait qu'il est symétrique par rapport au plan médian perpendiculaire à son axe de rotation, l'outil peut être inversé lorsqu'il commence à présenter des signes d'usure en bout, pour autant que les moyens de montage de l'outil abrasif sur le dispositif d'entraînement le permettent (sens de rotation et nature de la connexion). Une telle possibilité d'inversion est également avantageuse lorsque le rayon de courbure des lamelles varie 'une extrémité à l'autre. Dans ce cas, l'inversion permettra 'attaquer en bout avec celle des calottes dont la forme (diamètre, rayon de courbure) sera la plus appropriée au travail à effectuer. Dans une seconde forme d'exécution de la présente invention, ladite section rectiligne des lamelles a l'une de extrémités commune à une extrémité de ladite section courbe, et son autre extrémité réunie à l'autre extrémité de ladite section courbe par une section de jonction. Dans ce cas, le périmètre des lamelles abrasives comporte au moins trois sections, une section courbe une section rectiligne adjacente à ladite section courbe, une section de jonction, reliant les deux sections précédentes. La section de jonction peut avoir une forme quelconque mais, selon une forme d'exécution préférée, ladite sect' de 'onction est un segment de droite. Selon cette forme de réalisation, l'outil abrasif pourra avoir, par exemple une forme en "chapeau de champignon". Dans une autre forme d'exécution préférée encore davantage, la section rectiligne et la section de jonction en segment de droite se coupent à angle droit et, dans un cas particulier, l'outil est sensiblement hémisphérique. Quelle que soit la forme des lamelles, celles-ci ont, pour un outil adhésif donné, toutes la même forme et la même 11e, de manière à donner un outil abrasif à surface d'attaque uniforme et continue. Selon un autre aspect de l'invention, chaque lamelle est fixée par sa section rectiligne sur le support au moyen d'un liant. En pratique, il est envisagé d'utiliser tout liant connu de l'homme de l'art, comme par exemple des colles ou résines naturelles ou synthétiques. support est de section circulaire et les lamelles de matériau abrasif sont directement fixées sur toute la circonférence dudit support au moyen du Tant. Plus particulièrement, dans une forme d'exécution préférée, le nombre lamelles fixées sur ledit support est que leurs épaisseurs juxtaposées garnissent toute la circonférence dudit support, étant toutefois entendu que lamelles peuvent être plus ou moins serrées autour du support. Dans une forme d'exécution préférée, les extrémités du support sont en retrait par rapport au plan contenant l'ensemble des extrémités appartenant à la fois a une section rectiligne et à une section courbe de lamelles. Ainsi, chaque extrémité de lamelle contribuant à former une calotte dépasse du support sur environ 0,5 à 1,5 cm, ce qui assure une certaine souplesse de ladite calotte, et élimine tout risque que, lors de l'utilisation en bout de l'outil, le support ne puisse entrer en contact avec la surface travaillée. Les lamelles sont généralement constituées d'abrasifs appliques, c'est-à-dire d'un matériau support, de type papier, tissu, toile en coton ou polyester, etc., qui est recouvert d'un liant fixant sur ledit matériau support des grains abrasifs. Toutefois, selon une autre forme d'exécution, les lamelles peuvent être constituées d'abrasifs incorporés, c'est-à-dire d'un support non tissé directement imprégné d'abrasif. La présente invention a donc pour objet un outil abrasif constitué de lamelles d'abrasif appliqué et/ou d'abrasif incorporé. Dans une autre forme d'exécution particulière de l'invention, les lamelles peuvent être abrasives sur leur deux faces, ce qui permet d'utiliser les outils abrasifs selon 1 invention dans les deux sens de rotation pour autant que le dispositif d'entraînement et le mode connexion entre 1 outil et ce dispositif le permettent. Dans une telle hypothèse, on procède à l'inversion du sens rotation lorsque la "première" face des lamelles présente des signes d'usure pour utiliser la "deuxième" face des lamelles. telle possibilité d'inversion également avantageuse si la taille et/ou la nature des grains abrasifs sont fférentes d'une face à l'autre. Une le forme d'exécution est particulièrement intéressante d'un point de vue commercial, puisqu'elle permet à un utilisateur de disposer de deux outils abrasifs en un seul. D'une manière connue en soi, l'outil abrasif est adapté à être monté sur un dispositif d'entraînement au moyen d'un axe susceptible d'être immobilisé entre les mâchoires d'un mandrin dudit dispositif, lequel axe dépend de son support. Dans une première forme d'exécution, l'axe est fixé à demeure au support et il est constitué d'un tige indrique. Dans une seconde forme d'exécution de l'invention, le support et l'axe sont deux éléments séparés coopèrent temporairement de manière à assurer la fixation l'axe sur le support. Dans ce cas, l'axe est amovible, et est immobil ' sur le support par coopération entre moyens de connexion mâle et femelle prévus respectivement dans le support l'axe, ou inversement, ledit support comportant de tels moyens de connexion à l'une au moins ses deux extrémités, côté calotte de l'outil. Un tel élément de connexion peut être réalisé, par exemple, sous la forme d'un filetage inclus dans le support, coopérant avec un filetage apparié prévu sur l'une des extrémités de l'axe, ou encore un système de type "quart de tour", tel que décrit dans le brevet français n 9 00939 du Demandeur, ou bien encore tout autre moyen de connexion basé sur la coopération d'un élément mâle et d'un élément femelle. L'invention sera mieux comprise, et ses avantages ressortiront mieux, à la lumière de la descript détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue en perspective d'un outil abrasif selon l'invention, dans une première forme d'exécution ; la figure 2 représente une vue en plan l'une des lamelles de la forme d'exécution de la figure 1 ; la figure 3 représente une coupe transversale dans un plan contenant l'axe de rotation de l'outil abrasif de la figure 1 ; la figure 4 représente une vue de dessus de l'outil abrasif de la figure 1 ; la figure 5 représente une vue en perspective d'une autre forme d'exécution de l'invention ; et la figure 6 représente une vue en plan d' lamelle de la forme d'exécution de la figure 5. Comme il ressort des figures 1 et 4, dans une première forme d'exécution, l'outil 1 se présente sous la forme d'un ensemble sensiblement sphérique constitué de lamelles 2 de matériau abrasif rayonnant autour d'un axe longitudinal x-x' et déterminant deux calottes opposées 3a et 3b. Les lamelles 2, comme le voit mieux aux figures 2 et 3, ont une forme générale en quartier d'orange et leur périmètre comporte une section courbe 4 et une section rectiligne 5, sous-tendant la section courbe, de sorte que la section rectiligne 5 est la corde de la section courbe 4. Les lamelles 2 sont constituées d'un abrasif appliqué, c'est-à-dire d'un matériau en feuille dont une face 6 (figure 7) est nue et dont l'autre face 7 est enduite d'un liant dans lequel sont immobilisés des grains abrasifs. La structure interne de l'outil ressort de la figure 3 : on voit qu'axialement, l'outil comporte un support 8 de forme générale cylindrique dans lequel sont emprisonnés les bords rectilignes des lamelles 2, de telle sorte que les lamelles soient toutes orientées de la même façon, c'est-à- dire présentent toutes, comme face d'attaque, leur face abrasive lorsque l'on fait tourner l'outil dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe x-x'. Le support 8 est constitué d'un bloc de matière plastique 9 dans une extrémité 10a duquel est noyé un court tube fileté intérieurement 11a. En variante, le tube fileté pourrait affecter toute la longueur du support 8, si cela est plus économique à la fabrication. Pour une raison qui sera exposée plus loin, le support 8 peut présenter, outre un tube fileté inclus dans son extrémité 10a, un tube fileté similaire 11b, inclus dans son extrémité opposée 10b et représente en pointillés. Le filetage de ce tube 11b sera de sens de rotation inversé par rapport à celui du tube En pratique, la matière plastique constituant le support est une résine, formant liant, coulée durcie extemporanément tandis que les lamelles sont convenablement disposées dans la configuration illustrée aux figures 1 et 4, de telle sorte qu'elles garnissent toute la périphérie du support, façon plus ou moins serrée. Le nombre lamelles 3 variera en fonction de la densité que l'on souhaite donner à l'outil et également en fonction de l'épaisseur des lamelles. Comme on le voit à la figure 3 les extrémites 10a et 10b du support 8 sont en retrait par rapport aux plans et P2 tangents aux calottes 3a et 3b. De cette manière le support ne peut pas venir frotter sur le substrat en cours de travail et les calottes 3a et 3b présentent une relative souplesse. Un axe indépendant 12 est prévu pour la connexion de l'outil 1 à un dispositif d'entraînement. Plus précisément, l'axe 12 est une tige cylindrique munie, à l'une de ses extrémités, d'un filetage 13 apparié au filetage du tube 11a et dont l'autre extrémité 14 est adaptée à être introduite entre les mâchoires d'un mandrin appartenant au dispositif d'entraînement. Pour utiliser l'outil représenté aux figures 1 à 4, on visse l'axe 12 dans le support 8 et immobilise 'l'extrémité 14 dudit axe dans ledit mandrin. L'outil 1, entrainé en rotation, permet d'attaquer un substrat par toute zone appartenant la calotte 3a, sensiblement jusqu'au niveau de l'équateur de la sphère, laquelle calotte 3a bascule lorsque s'incline l'axe de rotation (par exemple position -x'1- Fig. 1). Une grande surface d'attaque continue est donc disponible pour le travail du substrat. Dans une variante d'exécution, le support 8 comprend, comme on l'a évoqué plus haut, un second tube fileté llb adapté à recevoir un axe semblable à l'axe 12 mais dont le filetage est inversé par rapport à celui dudit axe 12. Pour autant que l'outil d'entraînement ait deux sens d'entraînement possibles, cela permet de monter indifféremment l'outil 1 sur ce dispositif côté calotte 3a ou côté calotte 3b. L'avantage est de pouvoir inverser 'outil quand l'une des calottes commence à présenter des signes d'usure. Une telle possibilité d'inversion du sens de montage est également intéressante lorsque le rayon de courbure de la section courbe 4 des lamelles varie d'une extrémité à l'autre, pour donner par exemple un outil de forme ovoïde car, dans ce cas, les calottes n'auront pas la même dimension et l'utilisateur pourra choisir celle des calottes qui convient le mieux au travail prévu. Indépendamment de l'inversion de fout , la possibilité d'inverser le sens de rotation est également intéressante lorsque les lamelles sont abrasives sur les deux faces, avec une qualité d'abrasif différant d'une face à l'autre. Si l'on en vient aux figures 5 et 6, on voit une autre forme d'exécution de l'invention. Les éléments identiques ou similaires à ceux des figures 1 à 4 seront désignés par la même référence suivie du signe prime. Cette fois, comme on le voit à la figure 6, la section rectiligne 5' ne constitue pas la corde de la section courbe 4' : la section rectiligne 5' est réunie, par une de ses extrémités 15, à la section courbe 4' et, par son autre extrémité 16 à une section de jonction 17, elle meure réunie à la sect courbe 4'. L'angle formé entre la section rectiligne 5' et la section de jonction 17 est sensiblement de 90 la longueur de la section rectiligne 5' est sensiblement égale à la somme de la longueur de section de jonction et du rayon du support 8', de sorte que l'outil sensiblement hémisphérique. La structure interne de l'outil l' est sensiblement identique ' le de l'outil 1. La seule différence est qu'au lieu de comporter des moyens permettant connexion temporaire 'un axe d'entraînement, l'outil l' comporte un axe 12' fixé à demeure dans le bloc de matiere plastique constituant le support 8'. L'outil l' est utilisé de la même manière que l'outil , avec toutefois une étendue de surface d'attaque plus restreinte. I1 bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées. En particulier, les lamelles abrasives pourraient être constituées d'abrasif imprégné. REVENDICATIONS . Outil abrasif (1 ; l') pour entraînement en rotation autour d'un axe, ledit outil (1 ; l') étant constitué d'une série de lamelles (2 ; 2') de matériau abrasi rayonnant à partir d'un support (8 ; 8' commun coaxial audit axe de rotation, caractérisé en ce que lesdites lamelles (2 ; 2') ont un périmètre ayant moins une section courbe (4 ; 4') et une section rectiligne (5 ; 5 ) adjacentes, lesdites lamelles (2 ; 2') étant ' fixées sur ledit support (8 ; 8') le long de ladite section rectiligne (5 ; 5'). . Outil abrasif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite section rectiligne est la corde sous-tendant ladite section courbe (4). 3. Outil abrasif selon la revendicat' 1, caractérisé en ce que ladite section rectiligne (5') a l'une de ses extrémités (15) commune à une extrémité de ladite section courbe (41) et son autre extrémité (16) réunie à l'autre extrémité de ladite section courbe par une section de jonction (17). 4. Outil abrasif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite section de jonction 7) est un segment de droite. 5. Outil abrasif selon la revendication 3 ou 4, caracterisé en ce que ladite section rectiligne ') et ladite section de jonction (17) font entre elles un angle d'approximativement 90 . . Outil abrasif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon de courbure de ladite section courbe (4 ; 4') est constant. 7. Outil abrasif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce les extrémités (10a, 10b) dudit support (8) sont en retrait par rapport au plan (P1, P2) contenant l'ensemble des extrémités appartenant à la fois à une section rect igne (5) et à une section courbe (4) de lamelles (2). 8. Outil abrasif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites lamelles (2 ; 2') sont constituées d'abrasif appliqué ou d'abrasif incorporé. 9. Outil abrasif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites lamelles (2 ; 2') sont abrasives sur leurs deux faces et en ce que le grain abrasif différent d'une face à l'autre. 10. Outil abrasif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un axe (12) adapté à être immobilisé entre les mâchoires d'un mandrin d'un dispositif d'entraînement caractérisé en ce que ledit axe (12) est amovible, et est immobilisé sur le support (8) par coopération entre des moyens de connexion mâle (13) et femelle (11a, 11b) prévus respectivement dans le support (8) et l'axe (12), ou inversement, ledit support (8) comportant de tels moyens de connexion à l'une au moins de ses deux extrémités (10a, 10b).