Brevet FR2958174A1 — publié le 20111007

MECANISME D'AFFUTAGE DE CARRES LATERALES DE SKI PAR DISQUE ABRASIF A LAMELLES Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un mécanisme d'affûtage des carres d'un ski, comprenant : 10 une paire de disques abrasifs entraînés en rotation par deux moteurs disposés sur des chariots en regard l'un de l'autre avec interposition d'un intervalle de passage du ski., des moyens de guidage et de positionnement des chariots, des moyens de réglage de l'angle d'affûtage, 15 et des moyens de récupération des scories d'affûtage. État de la technique Le document EP 1438994 décrit un mécanisme d'affûtage double latéral 20 avec réglage de l'angle des moteurs, et utilisant des meules qui tournent en sens opposé à l'avance du ski. Le document EP 20020450019 décrit un système d'affûtage à meule boisseau avec un positionnement angulaire pour améliorer l'efficacité de 25 l'affûtage. Les brevets Wintersteiger EP 200220450019, EP 19970930253, WO 2005072909, décrivent tous différents mécanismes d'entraînement, de réglages, et de positionnement de meules à boisseau pour les carres 30 latérales et inférieures des skis.5 Les fabricants de ski ont découvert l'intérêt d'affûter les carres de ski avec des meules céramiques, car la propriété des grains céramique autorise un affûtage plus tranchant et plus précis. Les professionnels de l'entretien des skis ont donc proposé des machines d'affûtage utilisant ces meules céramique de forme boisseau afin que le ski traverse la tranche du boisseau, et ainsi use régulièrement la meule, ce qui évite son dressage au diamant. Cependant, il est important de noter que les fabricants de ski utilisent pour l'affûtage du ski neuf, un processus de fabrication qui met en oeuvre des bandes abrasives pour l'ébauche, et parfois les premières étapes de finition. Plusieurs trains de meules céramiques aux grains de plus en plus fin, sont ensuite utilisés pour assurer la super- finition. A contrario, les procédés proposés en affûtage d'entretien se contentent d'une seule meule céramique, ce qui entraîne un certain nombre d'inconvénients : - Une finition de la carre aussi parfaite qu'en usine, (brillante et sans traces visibles d'usinage) nécessiterait l'utilisation d'une meule avec des grains très fins, ce qui obligerait à de trop nombreux passages, et une usure rapide de la meule. - Le choix se porte classiquement sur une meule aux caractéristiques plus appropriée pour une finition acceptable. II en résulte une carre, certes parfaitement affûtée, mais terne, et avec des marques très visibles de l'usinage. - En outre, la granulométrie de ces meules et leurs vitesses de coupe réduites (moins de 15 m/sec) se traduisent par un très faible enlèvement de matière, nécessitant plusieurs passes, et avec l'obligation d'un arrosage continu pour les refroidir. - Enfin, leur coût est élevé. On constate que les fabricants de machines d'affûtage connues proposent tous des dispositifs d'affûtage des carres de ski avec des meules à boisseau céramique, et seuls vont différer les mécanismes plus ou moins sophistiqués pour affûter deux carres à la fois, ou deux skis, ou encore les carres latérales et inférieures d'un ski ou d'une paire de ski. Ces opérations nécessitent généralement un mouvement de basculement de l'outil porte ûmeule. L'usage des machines d'affûtage connues entraîne : une faible productivité en comparaison avec les affûtages à la bande abrasive traditionnelle, (au mieux, deux passages sont requis pour un ski régulièrement affûté) et un coût élevé pour des machines avec un mécanisme beaucoup plus sophistiqué. Il est apparu à l'inventeur qu'il serait intéressant d'étudier un dispositif aussi productif et économique que l'affûtage à la bande abrasive, mais aussi précis et qualitatif que l'affûtage à la meule céramique. En observant les abrasifs les plus récents proposés par la grande industrie, le choix s'est porté sur le disque abrasif à lamelles. Celui-ci est constitué d'un disque support semi-rigide en thermoplastique injecté ou fibre de verre, sur lequel sont collées des lamelles de toiles abrasives, en forme de pétales superposés sur la couronne extérieure du disque support. Ces disques abrasifs à lamelles sont exclusivement montés sur des meuleuses portatives, et destinés à l'ébarbage et au polissage de pièces 30 métalliques (aluminium, acier, etc...). Leurs diamètres varient de 80 à 180 mm. Leur vitesse de rotation doit être très élevée, car la vitesse de coupe préconisée des disques abrasifs à lamelles peut atteindre 80 m/sec, c'est-à-dire 5 fois la vitesse de coupe d'une meule. Cette vitesse de rotation élevée, associée à la superposition en pétales des lamelles abrasives, provoque un important courant d'air qui suffit au refroidissement de l'outil et de la pièce poncée. 10 En outre, les disques à lamelles sont conformés pour tourner uniquement dans le sens antihoraire, puisque leur usage est exclusivement adapté aux meuleuses portatives qui tournent dans le seul sens antihoraire, à des vitesses de 6000 à 8000 t/mn . 15 L'efficacité de ces outils en polissage des métaux est remarquable, tout comme leur longévité, due à la superposition des lamelles qui, au fur et à mesure de leur usure, laissent la place à des lamelles neuves. Les disques à lamelles classiques sont fabriqués en très grande série pour 20 de nombreuses applications industrielles, et ont un coût très compétitif. Plus récemment, des disques à lamelles chargées de grains de céramique sont apparus, pour améliorer encore la longévité et le refroidissement, grâce au liant qui dégage un agent chimique réfrigérant . Ces abrasifs, en grains fins, ont des caractéristiques conformes aux exigences de l'affûtage des carres de 25 ski. Objet de l'invention 30 L'objet de l'invention consiste à réaliser un mécanisme d'affûtage des carres latérales de skis ou de planches à ski , de conception économique, pouvant5 fonctionner à sec, et permettant d'augmenter la productivité et l'aspect fini, sans affecter la qualité de l'aiguisage. Pour obtenir ce résultat, les meules boisseau sont remplacées par des disques à lamelles abrasives, dont les grains abrasifs seront de préférence en zirconium ou en céramique pour une meilleure longévité. Le choix a été fait d'une affûteuse latérale double pour skis alpins, car il est généralement nécessaire d'effectuer cette opération chaque semaine pour un ski utilisé quotidiennement sur les pistes de ski actuelles, avec une neige 1 o généralement dure et rapide. Il est donc important que cette opération d'entretien courant mais indispensable, soit la plus productive et économique possible dans les magasins de locations de ski. 15 On a néanmoins constaté que les disques abrasifs à lamelles tels que produits actuellement sur le marché, sont inadaptés à l'affûtage des carres de ski. En effet, ces disques à lamelles, travaillent à sec, et provoquent d'importantes étincelles dont la direction est tangente au point de contact 20 outil / pièce et dans le sens de rotation du disque. De plus, la grande vitesse tangentielle due à la rotation très rapide de l'outil, projette ces étincelles très loin. De surcroît, l'utilisation de deux disques en opposition provoquerait des gerbes d'étincelles dans les deux directions 25 opposées, dont forcément l'une est projetée en direction de l'opérateur. En outre, le profil des skis modernes à chants paraboliques se traduit par des différences de largeur entre spatule/talon et patin, de l'ordre de 50 mm. La conséquence est que si le disque est fixe, ou même flottant, c'est-à-dire pivotant librement sur son axe horizontal afin de toujours plaquer contre la 30 carre, le contact ski/ disque s'effectuera alternativement à l'avant ou à l'arrière du disque, provoquant des gerbes d'étincelles incontrôlables, car venant de toutes parts. La rotation inversée de disques à lamelles du commerce provoque en plus 5 un effet parasite sur le guidage du ski. Inverser le sens de rotation du disque incriminé est impossible, car les lamelles connues montées en pétales imposent un seul sens de rotation. La grande flexibilité du support de ces disques, est un avantage pour le 10 travail manuel en polissage, car elle permet au disque de suivre la pièce à polir, mais est un inconvénient pour l'affûtage de carres de ski, qui exige une grande précision donc, pas de vibration ni flottement du disque en rotation. La taille des disques retenus est de 180mm environ, afin d'assurer une bonne longévité et une vitesse de rotation compatible avec des moteurs 15 asynchrones ou courant continu, c'est-à-dire de l'ordre de 6000 t/mn Afin de satisfaire à l'objet de l'invention, il a été développé un disque abrasif à lamelles exclusivement adapté aux conditions spécifiques requises par 20 l'affûtage des carres de skis. Le mécanisme d'affûtage selon l'invention est caractérisé en ce que - les deux moteurs tournent en sens opposés l'un par rapport à l'autre avec leurs disques respectifs, chaque disque étant équipé d'une pluralité de 25 lamelles abrasives collées angulairement en pétales superposées dans le sens de rotation adéquat, - chaque moteur et disque associé est incliné selon un angle prédéterminé par rapport à une direction perpendiculaire au sens de déplacement du ski, de manière à concentrer la zone de contact avec les carres à l'avant du ski, 30 et à canaliser les étincelles provoquées par l'affûtage à sec dans un collecteur associé à chaque disque. On utilise à cet effet un support du disque rigide, notamment en aluminium ou en acier, avec un centrage précis à la place de plastique injecté ou fibre de verre, de manière à assurer une rotation parfaite du disque. L'invention ne s'adresse pas aux disques à meules, et la rotation de l'outil est impérativement dans le sens de l'avance du ski. Le mécanisme sera ainsi composé de deux disques en opposition, mais tournant en sens opposés, et qui seront fabriqués avec un code couleur pour éviter toute erreur de montage (par ex : rouge à gauche et vert à droite). Les lamelles seront en outre de tailles réduites dans le sens radial, afin de conformer le disque comme une meule boisseau, et s'assurer que la carre du ski déborde des lamelles, pour user celles-ci entièrement et éviter tout bourrelet au fur et à mesure de l'usure des disques. Les deux disques sont montés directement sur des moteurs inclinés de quelques degrés sur leur axe horizontal de telle sorte qu'un seul point de contact soit créé, vers l'avant et des deux cotés du ski. Il en résulte que les étincelles seront toujours dirigées vers le bas et l'avant des deux côtés du ski. Les scories sont ainsi totalement canalisées dans deux collecteurs associés aux disques, et dirigées dans un bac rempli d'eau. Cette opération est facilitée par le fort courant d'air généré par les disques, provoquant une grande vitesse de déplacement des scories. En outre, le montage des disques en opposition facilite l'entraînement du ski, puisque le sens de rotation des disques provoque naturellement l'avance de celui-ci, mais avec une force facilement contrôlable par l'opérateur, lequel se contente de contrôler l'avance du ski. Le mécanisme selon l'invention permet donc de se passer d'un dispositif d'entraînement du ski, et présente l'avantage de laisser l'opérateur choisir la vitesse de déplacement du ski, qui peut aller du simple au double suivant l'état des carres. Les moteurs sont montés sur un mécanisme de précision fixé au châssis, par 5 exemple des colonnes à bille, afin qu'ils puissent librement se mouvoir en avant /arrière en fonction de la largeur du ski (60mm à 130mm) . La force d'application des disques abrasifs contre le ski est très faible, due à leur très grande capacité d'abrasion, et doit être régulière afin de ne pas io provoquer de différences d'usinage le long de la carre. Cette force sera de préférence générée par deux contrepoids, un par disque. Cette force d'application, de l'ordre de 0,3 Kg à 0,8 Kg, contribue à limiter tout échauffement de la carre. L'avantage des contrepoids permet 15 d'engendrer une force constante sur toute sa course. Au repos, les disques sont tenus écartés par des câbles reliés aux contrepoids, et à un tronçon de rouleaux également tenus relevés grâce à un vérin ou ressort à gaz, qui déploie un effort progressif,et supérieur au 20 contrepoids en position relevée. Au départ de l'opération d'affûtage, le ski est positionné par l'opérateur, spatule entre les disques, et ski légèrement incliné. L'opérateur accompagne ensuite le ski jusqu'à l'horizontale. Dès que le ski s'appuie sur le tronçon 25 incliné, son poids étant supérieur à la force du vérin ou ressort à gaz, celui-ci libère les contrepoids, qui referment les disques contre la spatule du ski, et l'entraînent automatiquement vers l'avant. L'opérateur n'a plus qu'à guider le ski et contrôler sa vitesse. Cette opération se synchronise très naturellement, sans requérir d'habileté ni expérience de l'opérateur. 30 L'entraînement du ski est activé par la rotation des disques. Pendant l'opération d'affûtage, le tronçon de rouleaux inclinable reste maintenu plaqué horizontalement avec les rouleaux fixes, contre un dispositif de retenue simple tel qu'un aimant permanent. Ce dernier sera décollé au départ de l'opération suivante, pour écarter les disques. Les deux disques peuvent également se régler sur un plan vertical, afin d'affûter les carres avec un angle négatif de 0,5 à 3 degrés pour satisfaire aux préconisations des fabricants en matière de comportement des skis sur les neiges dures. Ce réglage sera effectué simultanément sur les deux côtés grâce à une came indexée avec lecture de l'angle pour l'opérateur. Un des deux dispositifs d'affûtage pourra s'escamoter très facilement pour 15 libérer le passage à la planche à ski, qui devra dans ce cas être tournée pour affûter les deux carres, gauche et droite. Le deuxième dispositif d'affûtage sera également escamoté pour libérer l'espace nécessaire au changement des disques abrasifs usagés. Le mécanisme ainsi proposé sera très économique car le travail à sec n'implique pas une machine étanche, ainsi que beaucoup de ses composants, ce qui représente déjà une réelle économie. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 30 description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : 10 20 25 - La fig 1 est une vue schématique en plan du mécanisme d'affûtage selon l'invention, le mécanisme étant équipé de deux moteurs face à face sur lesquels sont montés un disque abrasif à lamelles droit d'un côté, et en face un disque inversé gauche, les moteurs pouvant coulisser sur des colonnes et douille à bille, et représentés en position d'ouverture. - La fig 2 montre une vue du même mécanisme en élévation, illustrant le mécanisme de relevage du tronçon de rouleaux, les contrepoids et leur câble de liaison, la came de réglage des angles d'affûtage. - La fig 3 représente l'introduction du ski sur le tronçon de convoyeur à rouleau inclinable, au démarrage de l'opération d'affûtage. Description d'un mode préférentiel de l'invention En référence aux figures 1 à 3, un mécanisme d'affûtage double face des carres latérales d'un ski alpin, ou simple face des carres d'une planche à ski, est constitué de deux moteurs 1 et 2 se faisant face dans le plan horizontal, chaque moteur étant équipé d'un moyeu portant un disque abrasif à lamelles 3 et 4. La base de chaque disque est en matériau métallique rigide, notamment en acier. Les moteurs 1, 2 tournent en sens opposés l'un par rapport à l'autre, le moteur 2 dans le sens horaire H, et le moteur 1 dans le sens anti- horaire AH. Ces sens de rotation déterminent l'avance du ski 8 suivant la flèche A (figure 1). Le disque abrasif 3 monté sur le moteur 1 comporte des lamelles abrasives superposées 33 configurées pour tourner dans le sens antihoraire AH, et le disque abrasif 4 monté sur le moteur 2 comporte des lamelles abrasives superposées 34 configurées pour tourner dans le sens horaire H. Les moteurs 1 et 2 sont montés sur des chariots 20, 21 pouvant coulisser sur des colonnes 5, 5a et 6, 6a et des douilles à bille 7. Les chariots 20, 21 sont tirés indépendamment dans le sens des flèches E et F (figure 2) par l'action de deux contrepoids 16 et 17 reliés aux moteurs par des câbles de liaison 26,27, et un premier jeu de poulies 28,29. La force d'application des disques abrasifs 3, 4 contre le ski 8 est très faible, de l'ordre de 0,3 Kg à 0,8 Kg, et est régulière afin de ne pas provoquer de différences d'usinage le long de la carre. Les moteurs 1, 2 sont inclinés d'un angle « de l'ordre de 3° à 4° (figure 1) par rapport à une direction perpendiculaire au sens de déplacement A du ski afin que les carres du ski 8 soient toujours en contact à l'avant des disques 3, 4. Les étincelles provoquées par l'affûtage à sec se produiront exactement dans cette zone de contact 39,40, afin d'être canalisées dans un collecteur 9 gauche et droit, et dirigées vers un bac de récupération 19 des scories 10. Le ski 8 est guidé le long d'un convoyeur 11 à rouleaux 37, 38, reliés au châssis 24 par un support 31. Une partie du convoyeur 11 est fixe (à gauche sur figure 3), et un tronçon 12 est relevable d'environ 15° autour d'une articulation 13. Ce mouvement de basculement du tronçon 12 est opéré par l'intermédiaire d'un ressort à gaz 14 et d'un câble auxiliaire 44 relié aux contrepoids 16 et 17 par un deuxième jeu de poulies 15 et 16. En position de démarrage de l'opération d'affûtage, le tronçon 12 du convoyeur 11 est en position relevée (figure 3), et le ski 8 est présenté incliné en s'étendant parallèlement au tronçonl2. On relâche ensuite le ski jusqu'à l'horizontale, suivant la direction de la flèche B.30 En position de travail, le tronçon fixe du convoyeur 11 et le tronçon mobile 12 sont alignés, le tronçon 12 restant maintenu dans cette position horizontale par l'action d'un organe de retenue, par exemple un aimant 18 permanent. L'abaissement du tronçon sous l'action du poids du ski 8 provoque l'ouverture et le relâchement des disques 3, 4. L'entraînement du ski 8 est assuré automatiquement par la rotation des disques abrasifs 3, 4. L'opérateur se contente à guider le ski 8, et à contrôler sa vitesse de déplacement dans le sens de la flèche A. Les chariots 20, 21 des moteurs 1, 2, peuvent en plus pivoter dans un plan perpendiculaire au ski 8 par l'action d'un palier 22, 23, fixé au châssis 24 par des axes 35,36 de pivotement. 15 Une came 25 double de réglage peut être actionnée par une poignée 41 pour faire pivoter les chariots 20, 21 des moteurs 1, 2 d'un angle 13 jusqu'à 3° par rapport à direction horizontale (figure 2), afin d'usiner la carre avec un angle aigu c'est-à-dire de 90° à 87°. 20 Une autre position de la came 25 permet au chariot 20 du moteur gauche de basculer de 30° environ, dans le sens de la flèche C (figure 2) afin de libérer le passage de la planche à ski 8. Une dernière position de la came 25 permet au chariot 21 du moteur droit de 25 basculer également du même angle pour accéder au changement des deux disques abrasifs 3 et 4 usagés. 10 30 Revendications1. Mécanisme d'affûtage des carres d'un ski (8), comprenant : une paire de disques abrasifs (3, 4) entraînés en rotation par deux moteurs (1, 2) disposés sur des chariots (20, 21) en regard l'un de l'autre avec interposition d'un intervalle de passage du ski, - des moyens de guidage et de positionnement des chariots (20, 21), - des moyens de réglage de l'angle d'affûtage, et des moyens de récupération des scories d'affûtage, caractérisé en ce que les deux moteurs (1, 2) tournent en sens opposés l'un par rapport à l'autre avec leurs disques respectifs (3, 4), chaque disque étant équipé d'une pluralité de lamelles (33, 34) abrasives collées angulairement en pétales superposées dans le sens de rotation adéquat, chaque moteur (1, 2) et disque (3, 4) associé est incliné selon un angle par rapport à une direction perpendiculaire au sens de déplacement A du ski (8), de manière à concentrer la zone de contact (39, 40) avec les carres à l'avant du ski, et à canaliser les étincelles provoquées par l'affûtage à sec dans un collecteur (9) associé à chaque disque (3, 4). 2. Mécanisme d'affûtage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs (1, 2) sont montés à coulissement sur des colonnes pour solliciter indépendamment les disques (3, 4) abrasifs au contact des carres latérales du ski par l'action d'une paire de contrepoids. 3. Mécanisme d'affûtage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contrepoids (16, 17) sont reliés aux moteurs (1, 2) par des câbles de liaison (26, 27) et un premier jeu de poulies (28, 29). 13 4. Mécanisme d'affûtage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la force d'application des disques abrasifs (3, 4) contre les carres du ski (8) est régulière. 5. Mécanisme d'affûtage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques abrasifs (3, 4) sont montés en opposition avec inversion des sens de rotation pour provoquer l'avance automatique du ski (8) lors de l'affûtage. 6. Mécanisme d'affûtage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ski (8) est guidé le long d'un convoyeur (11) à rouleaux (37, 38) solidaire du châssis (24), en étant introduit préalablement sur un tronçon (12) relevable sous l'action d'un vérin (14), et que l'abaissement du tronçon sous l'action du poids du ski (8) provoque l'ouverture et le relâchement des disques (3, 4). 7. Mécanisme d'affûtage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en plus une came (25) de réglage pour ajuster le positionnement angulaire des chariots (20, 21) autour de deux axes de pivotement s'étendant parallèlement au ski (8).20