Brevet FR2815279A3 — publié le 20020419

FR 2815279 A3 20020419 FR 0113093 A 20011011 L'invention concerne un dispositif d'affûtage pour affûter des articles pour sports d'hiver, comme par exemple des skis, des snowboards ou similaires, qui comporte une machine à affûter que laquelle on peut fixer une meule et un outil de taillage pour tailler la meule, un logement pour un ou pour plusieurs articles de sports d'hiver, le logement et la meule pouvant effectuer des mouvements relatifs en translation. L'invention concerne également un outil de taillage pour tailler une meule prévue pour un dispositif d'affûtage d'articles pour sports d'hiver, dans lequel un ou plusieurs diamants sont mis en place dans un matériau porteur. Finalement, l'invention concerne également un système d'affûtage d'articles pour sports d'hiver pour affûter des articles pour sports d'hiver, comme par exemple des skis, des snowboards ou similaires, comportant au moins une meule destinée à être agencée sur une machine à affûter et au moins un outil de taillage au moyen duquel on peut tailler la meule. Les articles pour sports d'hiver, comme par exemple des skis ou des snowboards, sont affûtés et structurés pendant leur fabrication sur leur face inférieure, c'est-à-dire la face prévue pour glisser sur la neige. Dans ce cas, on est confronté au problème que cette face dite"de glisse"est inhomogène car elle présente une surface en matière plastique relativement grande qui est bordée habituellement par deux carres en acier. La surface en matière plastique et les carres en acier devraient cependant si possible être affûtées simultanément, afin d'obtenir d'une part des coûts de fabrication aussi faibles que possible et de réaliser d'autre part une face de glisse dans l'ensemble plane. Les propriétés tout à fait différentes des deux matériaux rendent très difficile la réalisation d'une face de glisse aussi plane et lisse que possible. Pour tailler les meules utilisées à cet effet, on utilise en règle générale des outils de taillage qui sont équipés de diamants monocristallins ou polycristallins habituels, le cas échéant également de diamants naturels. Les diamants monocristallins et les diamants naturels présentent l'inconvénient qu'ils ont tendance à des arrachements de volume relativement grand. Il faut donc effectuer un travail comparativement important pour ramener les diamants d'un outil de taillage après un arrachement de nouveau dans la forme nécessaire pour l'opération de taillage. Etant donné que l'outil de taillage est abrasé ici de façon comparativement intense, un tel outil de taillage est usé relativement vite. Les diamants polycristallins habituels présente une phase liant qui est constituée le plus souvent en un matériau métallique ou céramique qui est plus sensible à l'usure abrasive que les diamants. Ceci a pour conséquence qu'un outil de taillage équipé de diamants polycristallins s'use plus rapidement que des outils de taillage comprenant d'autres types de diamants. D'un autre côté, les diamants polycristallins ont également tendance à des arrachements relativement importants, car les arrachements se produisent le plus souvent dans la zone de la phase liant et que souvent des morceaux de diamant entiers s'arrachent. Les outils de taillage décrits ci-dessus ont en commun que les meules taillées avec ceux-ci ne permettent pas d'usinage absolument satisfaisant des faces de glisse d'articles pour sports d'hiver, en particulier pas de reproduction satisfaisante de résultats d'usinage. Ainsi, il s'avère qu'après un affûtage d'un article pour sports d'hiver, les carres en acier faisant partie de la face de glisse et sa garniture en matière plastique ne sont pas suffisamment planes. De plus, la nature de la surface de l'un au moins des deux composants de la face de glisse peut souvent être également non-satisfaisante. Par conséquent, une reprise de l'affûtage est souvent nécessaire. De plus, pour tailler les meules, on doit effectuer des cycles de taillage comparativement nombreux. Dans ce contexte, on entend par"cycle de taillage"un mouvement de l'outil de taillage sensiblement transversalement sur la surface périphérique de la meule en rotation. Par conséquent, l'objectif sous-jacent à l'invention est de permettre des affûtages de haute qualité sur des articles pour sports d'hiver qui sont satisfaisants également sous des aspects économiques. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint dans un dispositif d'affûtage du type mentionné en introduction, du fait que pour le taillage de la meule, on utilise un outil de taillage qui comprend au moins un diamant appliqué par le procédé CVD ("Chemical-Vapor- Deposition"-déposition chimique en phase vapeur). L'objectif est atteint en outre par l'utilisation d'un outil de taillage qui comprend au moins un diamant CVD, pour tailler une meule, caractérisée en ce que l'on taille au moyen de l'outil de taillage une meule que l'on utilise ensuite pour un affûtage d'une face de glisse d'un article pour sports d'hiver, comme des skis, des snowboards, ou analogues. De plus, l'objectif est atteint par un procédé pour affûter un article pour sports d'hiver, dans lequel on taille tout d'abord une meule au moyen d'un outil de taillage et on affûte ensuite une face de glisse de l'article pour sports d'hiver au moyen de la meule, caractérisé en ce que l'on taille la meule au moyen d'un outil de taillage qui est équipé d'au moins un diamant CVD. On connaît depuis longtemps des diamants CVD et des variantes différentes du procédé CVD (Chemical-Vapor-Deposition) pour les fabriquer. Ainsi, on peut obtenir les diamants CVD par transformation de H2 et de CH4 en une phase gazeuse et par déposition chimique en phase gazeuse sous l'action d'une région de gaz ionisé (plasma). Dans un autre procédé on effectue une combustion contrôlée d'acétylène et d'oxygène. On connaît de tels procédés par exemple sous les désignations"Hot Filament Technology"ou"Microwave Plasma Discharge", etc. De tels diamants CVD polycristallins sont disponibles par exemple auprès de la société De Beers Industrial Diamond Division, de Shannon, C. Clare, en Irlande. Les diamants CVD se distinguent entre autres du fait qu'il ne faut aucun liant pour leur production, comme ceci est le cas par exemple pour les diamants polycristallins habituels. Les diamants CVD présentent une dureté particulièrement élevée qui peut même dépasser celle des diamants monocristallins (naturels ou synthétiques). L'utilisation de diamants CVD dans des outils de taillage a certes déjà été proposée. Cependant, cela a été le cas dans le contexte de meules prévues pour usiner des matériaux présentant des valeurs de dureté particulièrement élevées. Il était donc surprenant que grâce à l'utilisation d'un outil de taillage conforme à l'invention on ait pu améliorer le résultat de travail dans une pièce à usiner, comme un ski ou un snowboard. De tels articles pour sports d'hiver comprennent avec la matière plastique de la face de glisse un matériau qui est comparativement tendre et ductile. On aurait pu s'attendre à ce qu'un article de taillage particulièrement dur effile la meule dans une mesure particulière et que ceci ne mène pas à de bonnes surfaces dans le cas d'un matériau ductile. De plus, il était à craindre qu'une telle meule se colmate facilement avec les débris de la matière plastique. Par contre, il s'est avéré que grâce à un tel outil de taillage conforme à l'invention, les meules usuelles jusqu'à présent pour usiner des articles pour sports d'hiver peuvent être taillées d'une manière qui permet des résultats d'affûtage réguliers et très bons. Ceci s'applique aussi bien à des usinages par dégrossissage qu'à des usinages de finition. Contrairement au taillage avec les outils décrits ci-dessus, lors de l'usinage simultané des carres en métal et de la surface en matière plastique, la face inférieure des deux est affûtée de manière précise et régulièrement plane, grâce à quoi on peut éviter une reprise d'affûtage. Malgré la bonne nature de surface que l'on peut atteindre de la face de glisse, les arêtes des carres en acier des articles pour sports d'hiver ne dépassent pas au-delà de la garniture. De plus, il s'est avéré que grâce à un outil de taillage conforme à l'invention, on peut fortement réduire le nombre des cycles de taillage et d'affûtage nécessaires. Des essais ont démontré que, par comparaison avec des outils de taillage habituels, on doit procéder à un nombre sensiblement réduit de cycles de taillage pour amener la surface périphérique de la meule dans un état donné pour l'affûtage. Etant donné que l'on doit donc enlever par abrasion moins de matériau, on peut d'une part utiliser la meule pour un nombre plus élevé de cycles d'affûtage. D'autre part, la meule est plus rapidement préparée pour l'opération d'affûtage successive, ce qui raccourcit les temps pendant lesquels la machine à affûter n'est pas productive. Ces deux facteurs mènent à une fabrication considérablement plus économique. La rentabilité est également augmentée du fait que l'usure de l'outil de taillage est plus faible que dans le cas des paramètres de procédé comparables pour des outils de taillage connus de l'art antérieur. En particulier pour des skis utilisés dans le sport de compétition, on peut produire sur la matière plastique un motif d'affûtage présentant des rainures (minuscules) s'étendant en oblique sur la surface de la matière plastique, afin de permettre un écoulement ciblé de l'eau. On peut produire ces rainures par exemple au moyen d'une meule qui a été pourvue d'un profilage correspondant lors du taillage. Il s'est avéré que des skis profilés au moyen d'une meule taillée par des outils de taillage équipés de diamants CVD présentent un refoulement d'eau particulièrement favorable, bien que les autres paramètres de taillage et d'affûtage n'ont pas été modifiés. De plus, il peut être avantageux que l'outil d'affûtage comporte au moins un à cinq diamants CVD en forme de barrettes, les barrettes de diamants CVD pouvant présenter différentes sections. Les diamants CVD peuvent être intégrés dans un matériau porteur dont la dureté est de l'ordre de 40 HB à 120 HB (HB = dureté Brinell), de préférence de 50 HB à 95 HB. Un tel outil de taillage convient de manière particulière au taillage de meules que l'on utilise pour un préaffûtage. Une liaison relativement souple du matériau porteur convient donc particulièrement à l'affûtage préalable, parce qu'on assure ainsi un bon dégagement des diamants CVD. Ceci permet à son tour un taillage de la meule respective au moyen de laquelle on peut rapidement structurer les garnitures grossières des ébauches de ski après le pressage en raison de l'abrasion par affûtage importante. Quant à l'affûtage finisseur, des matériaux porteurs se sont avérés particulièrement favorables qui présentent une dureté de 20 HRC à 50 HRC (dureté Rockwell). La dureté du matériau porteur peut s'orienter fondamentalement sur la dureté de la meule, c'est-à-dire que plus la meule est dure, plus la dureté du matériau porteur choisi peut être élevée. Selon un mode de réalisation préféré, les diamants CVD peuvent être retenus dans un matériau porteur de l'outil de taillage qui présente un métal tendre, tel que du bronze ou du cuivre. Un tel outil de taillage convient particulièrement au pré-affûtage. On a pu obtenir des résultats particulièrement bons lorsque le matériau porteur comprend un métal tendre à titre de composante principale, du moins au niveau des diamants CVD. Pour l'affûtage finisseur, on peut utiliser de préférence un outil de taillage dont le matériau porteur comprend du carbure de tungstène à titre de composante. Les diamants se laissent intégrer de manière particulièrement simple dans le matériau porteur lorsque celuici est renforcé par frittage. D'autres développements préférés de l'invention ressortent de la description qui suit. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux exemples de réalisation illustrés schématiquement dans les figures. Celles-ci montrent : figure 1, un usinage par affûtage d'un ski dans une illustration en perspective ; figure 2, une vue latérale sur un outil de taillage et sur une meule illustrée en partie ; figure 3, une vue de dessus sur un outil de taillage ; et figure 4, une vue latérale de l'outil de taillage de la figure 3. La figure 1 montre un usinage par affûtage d'un ski 1 qui est usiné sur une machine à affûter 20 illustrée seulement schématiquement. Le ski 1 est agencé sur un chariot 21 mobile en translation qui peut être guidé par-dessus une meule 2. Au moyen du chariot 21, on peut amener le ski 1 à des stations différentes et l'usiner avec une seule prise. Ainsi, on peut prévoir comme stations plusieurs machines à affûter au moyen desquelles on peut effectuer des usinages par dégrossissage et également des usinages de finition. Comme le montre une flèche double, le ski 1 est mobile en translation en va-et-vient par oscillations par rapport à une meule 2. L'outil de taillage 3, appelé également plateau de taillage à diamant et utilisé pour tailler la meule 2, sera décrit plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux figures 2 et 4. Une configuration géométrique extérieure de l'outil de taillage 3 est connue en elle-même. Le plateau de taillage 3 comprend un support 4 pour deux diamants CVD 5,6 en forme de barrettes et de section rectangulaire. Le plateau de taillage 3 est conçu symétriquement par rapport à deux plans 7,8 orientés perpendiculairement l'un à l'autre. Le support 4 est fixé sur un insert 9 du plateau de taillage 3, qui est mis en place dans un logement approprié 10 d'une machine à affûter lors d'une opération de taillage. Le support 4 est de forme sensiblement parallélépipédique. Une face frontale du support 4 sert de face de taillage 12 par laquelle l'outil de taillage s'engage dans une meule respective 2. Les deux diamants 5,6 sont ainsi agencés dans le support 4 que l'une de leurs faces frontales s'étend en affleurement avec la face de taillage 12 et que leurs axes longitudinaux 5a, 6a sont orientés parallèlement aux deux plans de symétrie 7,8. De plus, les diamants 5,6 sont ainsi orientés que des diagonales de leurs surfaces de section se situent dans l'un des deux plans 7,8. On peut réaliser le support 4 par un procédé de frittage. À cet effet, on doit placer tout abord les deux diamants CVD 5,6 dans un moule approprié (non illustré), et on doit remplir le moule avec une poudre de frittage métallique à titre de matériau porteur. Pour cela, on connaît déjà certaines poudres métalliques de frittage qui conviennent particulièrement bien pour des outils à diamants, car les diamants sont ancrés de manière particulièrement favorable dans ce matériau porteur. On peut obtenir de bons résultats par exemple avec une poudre métallique de frittage qui est disponible sous la désignation MBB auprès de la société Dr. Fritsch KG, D-70736 Fellbach, Allemagne. Ensuite, on introduit le moule dans une installation de frittage et on le fait fritter à des températures appropriées (par exemple entre 600 et 800 C) en appliquant une pression appropriée, pour former un support solide 4. Par exemple, on peut réaliser l'insert 9 en acier de décolletage. Dans l'exemple de réalisation, il est réalisé sous la forme d'un tronçon de maintien sensiblement cylindrique, dont une extrémité comprend une surface de butée 13 qui limite une profondeur d'introduction du plateau de taillage dans le logement 10 d'une machine à affûter. La partie de l'insert qui dépasse donc hors du logement 10 est pourvue, à son extrémité libre, d'une fente transversale 14 (figures 3 et 4) dont la largeur correspond approximativement à la largeur du support 4. Le support 4 est mis en place dans la fente transversale et relié par brasage (apport en argent) à l'insert 9. Grâce à l'outil de taillage 3 réalisé de cette manière, on peut tailler par exemple une meule 2 qui comprend du corindon à titre de milieu abrasif dont la taille de grains est choisie parmi une plage granulométrique de 30 à 120 et qui présente une liaison céramique du moyen abrasif. Une telle meule est proposée par exemple sous la désignation Montana Art. E-30/2 auprès de la société Montana Sport International, CH-6370 Stans. La meule proposée sous la désignation Tyrolit 71A30N9AV257 auprès de la société Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski, AT-6130 Schwaz (Tyrol) s'est également avérée appropriée à cet effet. Les deux meules présentent à l'état neuf un diamètre d'environ 350 mm à 450 mm et une largeur de 125 mm à 700 mm. La largeur de la meule est donc du moins légèrement supérieure à la largeur d'un article pour sports d'hiver respectif. La profondeur de taillage peut être de 0,02 mm à 0,06 mm à une vitesse de rotation de la meule de 600 tours par minute à 1100 tours par minute. Le temps pour un cycle de taillage d'une telle meule peut être de 9 secondes à 20 secondes. Pour préparer une meule après une opération d'affûtage pour la prochaine opération d'affûtage respective, il peut être nécessaire de prévoir un à deux cycles de taillage, mais en règle générale un seul cycle de taillage suffira. Une grandeur de réglage d'un cycle de taillage est le degré dit de chevauchement Ud que l'on peut déterminer comme suit : dans laquelle bd = largeur d'action de l'outil à diamants Sd = avance de l'outil à diamants par tour de la meule ns = vitesse de rotation de la meule (tours par minute) Vd = vitesse de taillage. Pour une valeur de Und-4, on peut obtenir en règle générale de bons résultats de taillage. Comme le montre la figure 2, lors de l'opération de taillage, on devrait orienter l'outil de taillage avec ses deux diamants 5,6 de telle sorte que lors d'une rotation de la meule 2, ils s'appliquent contre la même ligne périphérique de la meule. Cependant, au cas où il se produirait un battement, on devrait déplacer l'outil de taillage au-dessus ou audessous de l'axe de la meule. Pour tailler la meule 2, on mène alors l'outil de taillage 3 transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement au plan du dessin de la figure 2, par-dessus la surface périphérique 2a de la meule 2. On peut utiliser une meule 2 taillée de cette manière pour l'affûtage longitudinal périphérique plan des faces de glisse 1 a de skis, de snowboards, et analogues, à une vitesse de rotation de 600 à 2000 tours par minute. Dans ce cas, si possible, on devrait atteindre une vitesse périphérique de 11 m/s à 37 m/s. De préférence, on applique un procédé d'affûtage à"contre-courant", c'est-à-dire que dans la zone d'engagement de la meule, la direction du mouvement en translation de l'article pour sports d'hiver est opposée à la direction de mouvement de la meule. Revendications 1. Dispositif d'affûtage pour affûter des articles pour sports d'hiver, comme par exemple des skis, des snowboards, ou similaires, qui comporte une machine à affûter sur laquelle on peut fixer une meule et un outil de taillage (3) pour tailler la meule, comportant en outre un logement pour un ou pour plusieurs articles de sports d'hiver, le logement et la meule pouvant effectuer des mouvements relatifs en translation, caractérisé en ce que l'outil de taillage (3) comprend au moins un diamant (5, 6) appliqué par le procédé CVD ("chemical vapor déposition"-déposition chimique en phase vapeur). 2. Dispositif d'affûtage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un diamant CVD (5,6) est mis en place dans un support (4), réalisé par frittage, de l'outil de taillage (3). 3. Dispositif d'affûtage selon l'une ou les deux revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau porteur présente une dureté de l'ordre de 40 HB à 120 HB, de préférence de 50 HB à 95 HB. 4. Dispositif d'affûtage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un matériau du support (4) comprend un métal tendre, de préférence à titre de composante principale. 5. Dispositif d'affûtage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le métal tendre est du bronze. 6. Dispositif d'affûtage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le métal tendre est du cuivre. 7. Dispositif d'affûtage selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau porteur présente une dureté de l'ordre de 20 HRC à 50 HRC. 8. Dispositif d'affûtage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 7, caractérisé en ce qu'un matériau du support (4) comprend un métal dur, de préférence à titre composante principale. 9. Outil de taillage pour tailler une meule prévue pour un dispositif d'affûtage d'articles pour sports d'hiver, en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un ou plusieurs diamants sont intégrés dans un matériau porteur, caractérisé en ce que l'un au moins des diamants est un diamant appliqué par le procédé CVD. 10. Outil de taillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que tous les diamants sont des diamants CVD. 11. Système d'affûtage pour affûter des articles pour sports d'hiver comme par exemple des skis, des snowboards ou similaires, comportant au moins une meule destinée à être agencée sur une machine à affûter et comportant au moins un outil de taillage au moyen duquel la meule peut être taillée, caractérisé en ce que l'outil de taillage (3) comprend au moins un diamant CVD. 12. Utilisation d'un outil de taillage qui comprend au moins un diamant CVD, pour tailler une meule, caractérisée en ce que l'on taille au moyen de l'outil de taillage (3) une meule (2) que l'on utilise ensuite pour un affûtage d'une face de glisse (la) d'un article pour sports d'hiver, comme des skis (1), des snowboards ou analogues. 13. Utilisation selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'on utilise un outil de taillage (3) dans lequel ledit au moins un diamant CVD (5,6) présente une section sensiblement rectangulaire et est orienté avec une diagonale de la surface de section parallèlement à la direction de rotation de la meule (2). 14. Utilisation selon l'une ou les deux revendications 12 et 13, caractérisée en ce qu'une surface périphérique de la meule est profilée au moyen de l'outil de taillage. 15. Procédé pour affûter un article pour sports d'hiver, dans lequel on taille tout d'abord une meule au moyen d'un outil de taillage et on affûte ensuite une face de glisse de l'article pour sports d'hiver au moyen de la meule, caractérisé en ce que l'on taille la meule (2) au moyen d'un outil de taillage (3) qui est équipé d'au moins un diamant CVD (5,6). 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le taillage de la meule s'effectue en un nombre de cycles de taillage qui ne dépasse pas trois, en particulier pas plus de deux, et en ce qu'après ce nombre de cycles de taillage, on utilise la meule pour usiner un article pour sports d'hiver.