Brevet FR2829959A1 — publié le 20030328

La présente invention concerne un outil abrasif destiné à coopérer avec une machine rotative comme une fraiseuse ou une machine vibrante comme une ponceuse, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. Pour réaliser des opérations de ponçage et de fraisage, par exemple dans des ateliers de menuiserie ou de tôlerie, il est connu d'utiliser des outils abrasifs aptes à fraiser ou à poncer que l'on monte classiquement dans le mandrin d'une chignole ou sur un appareil vibratoire, comme des disques ou patins de papier abrasif. Il est toutefois connu que le papier abrasif, par exemple, ou les autres systèmes existant pour réaliser ces traitements abrasifs se détériorent vite à l'usage, et doivent être fréquemment remplacés. Par ailleurs, lorsqu'un opérateur souhaite, d'une part fraiser et, d'autre part poncer, il est amené en général à changer d'outil abrasif pour réaliser ces deux opérations successives. La présente invention vise des outils qui présentent une durée de vie plus longue que les outils connus, ayant une constitution particulièrement simple, ce qui leur confère des avantages économiques certains. Par ailleurs, ces outils peuvent se monter de façon simple sur les machines classiques, rotatives ou vibrantes. Enfin, comme cela apparaîtra dans la description suivante, un même outil coopérant avec une machine rotative peut être utilisé pour fraiser dans un sens de rotation et pour poncer dans l'autre, l'effet de ponçage et d'abrasion dépendant également de la vitesse du moteur. La présente invention concerne un outil abrasif comportant un socle métallique et une pluralité d'éléments lamellaires métalliques, dans lequel le socle comporte des moyens pour son adaptation sur un appareil rotatif ou vibratoire et a une face supérieure sur laquelle est érigé un élément central ; les éléments lamellaires sont juxtaposés ; ils sont fixés à la surface supérieure du socle ; ils sont constitués d'au moins une lame de scie à ruban ayant un côté denté, embobinée autour de l'élément central, le côté opposé au côté denté, le chant de la lame, est fixé au socle. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un outil abrasif comportant un socle métallique et une pluralité d'éléments lamellaires métalliques dans lequel le socle a une surface supérieure sur laquelle est érigé un élément central, outil dans lequel les éléments lamellaires sont juxtaposés et fixés à la face supérieure du socle. Le procédé comporte au moins les étapes où : on enroule une lame de scie à ruban autour de l'élément central de façon que les éléments lamellaires soient juxtaposés ; on fixe la lame de scie embobinée sur le socle par au moins une partie de la face supérieure du socle. Pendant et/ou après le bobinage, on peut prévoir d'exercer une pression sur la surface abrasive formée, par exemple à l'aide d'un couvercle appliqué à cette surface et venant au contact des dents. Les figures 1,2 et 3 sont des vues de dessous (figure 1), de face en coupe partielle (figure 2) et de dessus (figure 3), schématiques, d'un mode de réalisation de l'outil selon l'invention. Par élément central, on entend élément autour duquel est embobinée la lame et qui se trouve au centre de la bobine. Dans le cas où l'outil comporte une bobine, l'élément central est placé au centre du socle. Toutefois, selon la présente invention, il est possible de juxtaposer plusieurs bobines sur un même socle, ou plusieurs socles. Dans un mode de réalisation particulier, le socle et/ou la lame de scie à ruban sont en acier. Ils peuvent toutefois être en tous autres alliages métalliques, pourvu que leur fixation l'un à l'autre soit possible, de préférence leur fixation par soudage. Pour réaliser le soudage, au moins une ouverture traversante peut être prévue dans le socle, qui permet le soudage au socle, d'au moins une partie des éléments ou tours de la (ou des) bobine (s), au niveau du chant de la lame ou côté de la lame opposé aux dents. La lame de scie à ruban peut elle-même être traitée de façon thermique ou chimique pour modifier la dureté ou la résistance des dents, préalablement ou après l'enroulement. Comme cela apparaîtra par la suite, elle peut également être traitée de façon mécanique, pour modifier au moins partiellement la forme des dents. Dans un mode de réalisation particulier, le socle est rond. Dans ce mode de réalisation, l'élément central est un cylindre plein ou une bague érigé au centre du disque que forme le socle. Autour de cet élément central, par exemple par rotation du socle sur un mandrin, on enroule la lame de scie à ruban. Ce mode particulier de réalisation va être décrit en référence aux dessins annexés. Comme cela apparaît à la figure 1,2 ou 3, l'outil 1 est constitué d'une lame 2 en acier enroulée autour d'un cylindre en acier 3 érigé au centre de la surface supérieure 5 du socle 6. La bobine 4 est constituée de n éléments juxtaposés, référencés sous 2a à 2n (2a... 2i... 2n). La bobine 4 est fixée par soudage sur la surface supérieure 5 du socle 6. Le bord inférieur 7 de la lame 2 est disposé sur la surface supérieure 5 du socle 6. Un axe 8 est fixé par soudage au centre de la surface inférieure 9 du socle. sur la figure, pour des raisons de clarté, la lame est représentée à une échelle plus grande que celle du socle et seuls les premiers tours 2a, 2b et le dernier 2n sont représentés, ainsi qu'un tour 2i du centre de la bobine. Dans un mode de réalisation particulier, une bobine à 60 tours est fixée sur un socle de 10 cm de diamètre, avec un élément central cylindrique à base ronde ayant un diamètre de 1,6 cm, pour une lame de 0,7 mm de largeur. Pour réaliser cet outil, on fixe le socle 6 dans le mandrin d'une machine rotative, par l'intermédiaire de son axe 8 et la bobine-réserve de scie à ruban est disposée sensiblement dans le même plan horizontal que la surface supérieure 5 du socle. Après avoir fixé l'extrémité de la lame sur le cylindre central du socle par un point de soudure, on fait tourner le socle et la lame provenant de la bobine-réserve s'enroule autour du cylindre, formant une bobine sur le socle. De préférence, on enroule très étroitement la lame autour de l'élément central. Le bobinage prend fin quand la surface abrasive active formée par les dents de scie juxtaposées est suffisante, par exemple quand le socle est recouvert. On place un couvercle recouvrant au moins partiellement la surface formée par les dents. On obtient ainsi une bobine que l'on maintient, notamment avec le couvercle, en position par rapport à la surface supérieure du socle grâce au couvercle. On peut fixer le dernier tour à l'avant-dernier par exemple par soudure. Trois ouvertures traversantes (10,10', 10") disposées, régulièrement le long des rayons du socle s'il est circulaire, sont prévues dans ce socle ; leur largeur est prévue pour permette de réaliser le soudage au socle des n éléments parallèles, à partir de la face inférieure 9 du socle dans le mode de réalisation décrit ici en détail ; chaque tour de scie 2i est ainsi fixé en trois points au socle. Une fois les soudures de la bobine au socle réalisées, on retire le couvercle et on dégage le socle du mandrin pour obtenir un outil selon l'invention dont la face active, c'est-à-dire abrasive, présente un relief abrasif globalement plan. Le couvercle a donc une fonction de maintien de la bobine lors du soudage. Le maintien du couvercle au contact des dents est opéré par exemple avec une presse. Le couvercle peut avoir la fonction d'écraser les dents sur au moins une partie de la surface abrasive. Le couvercle utilisé pour la mise en forme de la surface abrasive est dans ce cas de préférence métallique de forme et de résistance adaptée à la pression appliquée pour déformer les dents. Si on le désire, le couvercle a une concavité ou une convexité qui permet d'écraser au moins partiellement les dents de la lame de scie à ruban. Le couvercle utilisé pour presser est de préférence plat pour obtenir des outils pour ponceur, et concave pour les outils destinés au fraisage. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'élément central est fixé par soudage. Il en est de même pour l'axe. Toutefois l'axe et/ou l'élément central pourrait l'un ou l'autre être fixé par tout autre moyen, ou constituer une seule pièce avec le socle. Le socle peut en effet être fabriqué par moulage ou emboutissage. Pour fixer la lame à l'élément central, on peut envisager une soudure. On peut aussi passer une portion de lame dans une fente réalisée dans l'élément central, de façon analogue à la fixation de l'amorce d'une bobine de pellicule photographique. Du point de vue des traitements réalisés sur les dents de la scie à ruban, ces dents peuvent être de hauteur variable et affaissées au moins en partie par l'application d'une pression sur le couvercle-presse, ou préalablement à l'embobinage, par exemple par traitement du ruban entre la bobine-réserve et la bobine à fixer sur le socle. Par ailleurs les opérations de soudage, d'enroulement et de maintien sous le couvercle, ainsi que les opérations de pressage ne sont pas ici décrites dans le détail. Elles sont à la portée de l'homme de l'art qui sait les réaliser, à l'unité ou de façon automatisée. Dans un autre mode de réalisation, le socle est rectangulaire, triangulaire ou carré et dans ce cas, l'élément central érigé au centre du socle est un cylindre plat ou creux à base carrée, triangulaire ou rectangulaire, et le socle est alors de préférence rectangulaire, carré ou triangulaire. D'autres polyèdres peuvent être envisagés. Dans le mode de réalisation particulier ci-dessus, la face supérieure du socle est plane et de ce fait la bobine étant placée à plat sur ce socle, la surface abrasive étant également globalement plane, dans la mesure où la lame de scie à ruban a une hauteur constante. Toutefois, selon un autre mode de réalisation de l'invention, si l'on souhaite avoir une tête abrasive à surface concave ou convexe, on peut choisir un socle dont la face supérieure est concave ou convexe. Du fait de la régularité de la présence des dents sur la lame de scie à ruban, une fois enroulée, celles-ci donnent à la surface supérieure de la bobine disposée sur le socle un aspect en colimaçon, les veinures ou stries formées par les dents des tours de bobine juxtaposés ayant une même orientation. La face active de l'outil obtenu peut être concave ou convexe selon' que l'on a ou pas appliqué un couvercle lui-même concave ou convexe et/ou selon que l'on a employé ou pas un socle à surface supérieure concave ou convexe. Pour agir et par exemple affaisser les dents à la périphérie d'une bobine, on peut par exemple choisir un socle concave et un couvercle plat. On peut aussi choisir un socle convexe et, avec un tel couvercle, ce seront les dents du centre de la bobine qui s'affaisseront. Du point de vue des dimensions, compte tenu de la diversité des tailles et usages prévus pour les outils de l'invention, différentes épaisseurs de lames et différentes dimensions de cylindre d'enroulement (élément central) sont utilisables, et détermineront le nombre de tours compris dans la ou les bobine (s). L'exemple ci-dessus n'est pas limitatif : on comprendra que l'épaisseur de la lame et la taille du socle influent sur le nombre de tours. Les outils selon l'invention peuvent être utilisés comme accessoires des machines rotatives comportant par exemple un mandrin, et constituer alors des fraiseuses et meuleuses, ou bien une machine vibratoire qui peut être animée d'un mouvement de va-et-vient perpendiculaire à l'axe de l'élément central et/ou du mandrin de fixation. Dans le mode particulier d'utilisation où ces outils sont montés sur des machines rotatives, ils peuvent être utilisés pour leur surfaces abrasives, dans un sens de rotation, pour mordre et fraiser la surface à travailler en abrasion, et dans l'autre sens de rotation pour poncer et/ou préparer une surface par polissage. La vitesse du mouvement de rotation ou de vibration influe sur la qualité du grain obtenu sans qu'il soit nécessaire de changer de tête d'outil comme dans les outils usuellement utilisés : en fonction de l'utilisation en fraiseuse, en meuleuse ou encore selon la qualité de grain du papier abrasif. Les outils selon la présente invention peuvent être utilisés de façon générale pour l'abrasion, le fraisage, le ponçage de tout matériau utilisable dans les activités professionnelles ayant recours usuellement à des outils tels que des fraises, des meules ou du papier abrasif, et notamment dans les domaines de la tôlerie, du bâtiment, pour décaper des murs avant peinture ou brosser des surfaces avant d'y fixer des carrelages et menuiseries, dans le domaine de la faïence, de la chaudronnerie. Les outils selon l'invention peuvent également permettre de travailler le bois, le liège, le caoutchouc ou le métal. Comme cela a été décrit plus haut, la vitesse de la vibration, la vitesse et le sens de la rotation influent sur la quantité, la précision et la qualité du travail, et particulièrement donnent de bons résultats en terme de régularité des travaux abrasifs obtenus, sans qu'il soit nécessaire de changer d'outil. En outre, le mode de réalisation décrit ci-dessus permet de concevoir des outils de différentes tailles, diamètres, hauteurs et angles d'attaque selon la taille et la conformation concave ou convexe de sa 1 surface du socle, de la scie à ruban, de la taille des dents des scies à ruban ainsi que du traitement de ces dents, par exemple par pressage par un couvercle postérieur ou antérieur au bobinage. Pour réaliser une grande surface abrasive rotative, on peut concevoir une grande meule, réalisable à partir d'un socle de grand diamètre, et la surface active peut être prévue sous forme par exemple de quatre quarts de disque, l'élément central pouvant avoir la forme d'une couronne ou d'un segment circulaire. Les quatre bobines seront placées, juxtaposées sur le socle et en recouvrant la surface. Des assemblages de bobines sont également possibles pour former des surfaces abrasives destinées à être actionnées par une machine vibratoire. REVENDICATIONS 1. Outil abrasif (1) comportant un socle métallique (2) et une pluralité d'éléments lamellaires (2a, 2n) métalliques, dans lequel le socle a une face supérieure (5) sur laquelle est érigé un élément central (3) cylindrique et comporte des moyens (8) pour son adaptation sur un appareil rotatif ou vibratoire, caractérisé en ce que les éléments lamellaires (2a, 2n) sont juxtaposés, fixés à la surface supérieure (5) du socle (6), et sont constitués d'au moins une lame (2) de scie à ruban ayant un côté denté, embobinée autour de l'élément central (3), le côté opposé (7) au côté denté de la lame étant fixé au socle. 2. Outil abrasif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle (6) et/ou la lame (2) de scie à ruban sont en acier ou en alliage permettant leur fixation par soudage. 3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le socle (6) est rond. 4. Outil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le socle (6) est rectangulaire ou triangulaire. 5. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face supérieure (5) du socle (6) est plane, concave ou convexe. 6. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les dents portés par la lame de scie à ruban sont au moins partiellement affaissées. 7. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la lame (2) de scie à ruban embobinée est fixée à la face supérieure (5) du socle (6) par soudage. 8. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une ouverture traversante (10) est prévue dans le socle (6). 9. Procédé de fabrication d'un outil abrasif (1) comportant un socle métallique (6) et une pluralité d'éléments lamellaires métalliques (2a, 2n) dans lequel le socle (6) a une surface supérieure (5), sur laquelle est érigé un élément central (3), et comporte des moyens d'adaptation sur un appareil rotatif ou vibratoire, outil dans lequel les éléments lamellaires (2a, 2n) sont juxtaposés et fixés à la face supérieure du socle (6), caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : on enroule une lame (2) de scie à ruban autour de l'élément central (3) pour former une bobine (4) de façon que les éléments lamellaires (2a, 2n) soient juxtaposés ; on fixe la lame (2) de scie embobinée sur le socle (6) par au moins une partie de la face inférieure de la bobine (4). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'en outre on exerce une pression avec un couvercle venant au contact des dents, le couvercle et la pression étant choisis pour maintenir la bobine sur le socle durant l'enroulement et/ou le soudage et/ou pour affaisser les dents de la scie à ruban, au moins en partie.