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PERFECTIONNEMENTS AUX ROUES DE MEULAGE OU MEULES COMPRENANT UN CENTRE NON ABRASIF ET METHODE DE FABRICATION DE CES ARTICLES.
L'invention est relative aux roues de meulage ou meules du genre comprenant des parties centrales non abrasives, et à la méthode de fabrication de ces articles.
Un objet de l'invention est de prévoir une roue de ce genre qui peut être réalisée sous forme d'un disque ou plateau relativement mince, présentant un diamètre relativement grand.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une construction solide pour les roues ou meules de coupe en diamant, et analogues.
Un autre objet de l'invention consiste à unir intégralement une partie centrale en forme de plateau ou disque à une partie meulante annulaire de diamant.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une méthode simple et pratique pour la construction d'une roue ou meule de coupe en diamant.
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au moins @ La roue de meulage ou meule conforme à l'invention comprend/ une paire de disques ou plateaux métalliques, présentant un anneau de meulage qui les entoure par la périphérie, et un liant pour cimen- ter ou réunir ces disques ou plateaux, s'étendant intégralement, à partir de l'anneau, en substance jusqu'au centre des disques ou pla- teaux, toutes les parties étant ainsi réunies d'une manière permanen- te et intégrale en une structure intégrale.
La méthode de formation d'une roue de meulage ou meule con- forme à l'invention consiste à placer un plateau ou disque de métal dans un moule, à le couvrir d'une poudre résineuse, à remplir une por- tion externe du moule avec des grains abrasifs et un liant résineux, . à recouvrir le disque ou plateau à l'aide d'un élément de renfort flexible ou souple et mince, à ajouter de la poudre résineuse, à pla- cer un deuxième disque ou plateau de métal par dessus, à ajouter des quantités supplémentaires d'abrasif et de liant résineux et à termi- ner la confection par application de chaleur et de pression.
A l'effet que l'invention puisse être clairement comprise, elle sera décrite ci-après en se référant au dessin annexé qui illus- tre, à titre d'exemple, trois modes de réalisation de l'invention, et dans lequel
Fig, 1 est une vue partielle, en coupe transversale et ra- diale, considérablement agrandie, d'une roue ou meule établie confor- mément à l'invention;
Fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 montrant en coupe une construction modifiée de roue ou meule;
Fig. 3 est une vue en coupe transversale, agrandie, analo- gue d'une autre modification.
En exécutant l'invention, on a recours à un appareil de moulage approprié pour le moulage, s'accompagnant de chaleur et de pression,de compositions résineuses artificielles, comme des résinol- des du genre ou type phénol-formaldéhyde. En se référant à la fig-, 1, on prévoit une paire de plateaux ou disques d'aluminium 10. Un frag- ment seulement de ces disques ou plateaux 10,10 est représenté dans la fig. 1. Ces disques ou plateaux peuvent avoir une épaisseur de 1'
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ordre de 0,33 mm. et un diamètre de l'ordre de 127 mm. et, de préfé- rence, un trou ou ouverture central est formé à travers chacun de ces disques ou plateaux à l'effet que la roue ou meule terminée puisse être montée sur un arbre.
Ayant prévu un moule circulaire, un noyau central s'ajus- tant dans les trous ou ouvertures des plateaux ou disques, une paire ou plateaux d'organes/de moule annulaires de la même étendue que les plateaux ou disques d'aluminium 10, et une paire d'organes de moule annulaires externes dont l'étendue est la même que celle de la portion meulan- te externe à former, on dispose l'un de chacun des dits organes de moule sur le plateau inférieur d'un appareil de moulage par chaleur et pression, intérieurement à l'anneau de retenue usuel. On place alors l'un des plateaux ou disques d'aluminium 10 sur le noyau central et sur l'organe de moule inférieur qui lui correspond.
Il subsiste alors un espace annulaire à l'extérieur du disque ou plateau d'alu- minium 10, et cet espace est rempli jusqu'à une hauteur convenable à l'aide d'un mélange de liant résinolde et de grains abrasifs.
Bien que, en tant qu'il s'agisse de certaines particularités construc- tives, ces grains abrasifs peuvent être constitués par tout abrasif désiré ou connu, comme de l'oxyde d'aluminium ou du carbure de sili- oium, la construction se prête particulièrement à la confection d'une roue ou meule abrasive en diamant, et l'on préfère utiliser un grain de diamant qui est connu dans le commerce sous la dénomination de "bort", ou bien on peut utiliser dans certains cas des grains de car- bure de bore (B4C).
On répand alors une couche de poudre résinoïde sur le plateau ou disque 10. Ayant ainsi déposé dans le moule une certaine quantité de résinolde 11 comportant à l'état de dispersion des grains de diamant 12, et ayant rempli la portion annulaire externe du - sensiblement moule de telle façon que le mélange se trouve/de niveau avec le pla- teau ou disque d'aluminium inférieur 10, on dispose un disque 13 formé de tissu sur le disque ou plateau 10 et la matière 11 et 12, en recouvrant toute leur étendue. On répand alors une nouvelle couche
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de poudre résinoide sur le côté supérieur du tissu 13. On place ensuite le second plateau ou disque 10 sur le tissu 13.
On place encere dans la partie externe du moule, et au dessus du tissu 13, une certaine quantité de poudre résinode contenant à l'état de dispersion des grains de diamant 12, égale à la quantité placée sous le tissu 13. On met alors en place les pièces de moule supérieures et la roue peut alors être formée par application de chaleur et de pression.
La fig. 1 montre la roue ou meule en coupe transversale partielle et à échelle agrandie, après aa confection. Dans la formation de la roue ou meule, l'anneau abrasif 15 est comprimé considérablement de sorte que l'espace du moule destiné aux grains abrasifs et au liant sera considérablement plus épais que l'épaisseur de l'anneau abrasif 15, et l'on prévoit un espace aussi important en dessous du tissu 13 qu'au-dessus de ce dernier. On a représenté la partie abrasive 15 avec une épaisseur quelque peu plus importante que celle de la portion centrale qui comprend les disques ou pleatux 10-10, mais la différence peut être de l'ordre de 0,025 ou 0,05 mm., ou même moins.
On peut confectionner une roue pratique dans laquelle l'épaisseur de la portion abrasive 15 dans la roue ou meule finie est de 0,8 mm. environ, la dimension radiale de la portion 15 étant d'environ 25,4 mm., le diamètre de toute la roue ou meule 152,4mm., l'épaisseur des disques ou plateaux d'aluminium 10, étant de 0,33 mm.
Bien que l'on puisse employer tout type voulu de tissu ou de fibre pour former la partie 13, on préfère utiliser un tissu qui est. très résistant mais point trop épais, et l'on préfère également employer du tissu à mailles plutôt ouvertes, dont le compte et l'armure sont du genre de la toile à fromage.
On peut utiliser du linon mais on préfère utiliser de la toile avec une maille ouverte et si un tissu de coton est employé on choisira un coton à longue fibre (long staple cotton).
Dans la prise de la roue ou meule après application de la chaleur et de la pression, l'ensemble se contracte, mais le coéffi-
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cient de dilatation de l'aluminium est suffisamment rapproché de celui du résinoïde pour éviter le gauchissement du produit. On préfère utiliser de l'aluminium du fait que d'excellents résultats ont été obtenus en pratique avec ce métal, mais tout métal qui après échauffement se contractera sans gauchir peut être employé, Avant la confection de la roue ou meule, il est préférable de nettoyer les disques ou plateaux d'aluminium 10, ce qui peut être fait à l'aide de papier ou toile de verre ou abrasif ou analogue.
En enlevant au moins une partie de l'oxyde à la surface de l'aluminium et en y formant des griffes ou rayures, le résinoïde y adhère fermement et le centre 16 de la roue est virtuellement une pièce intégrale.
On notera que le résinoïde, lorsqu'il a fait prise, forme une pièce intégrale depuis l'extérieur de l'anneau abrasif 15 jusqu' au trou ou ouverture central.,-, mais que les grains de diamant abrasif ne sont localisés que dans la portion meulante 15. Le résinoYde est renforcé par le disque de tissu 13, et une particularité importante réside dans le fait que de la flexibilité et de la résistance sont communiquées au résinoYde au cercle de jonction 17 où l'ensemble de la roue est maintenu assemblé.
Durant l'emploi de roues ou meules de coupe 'minces de ce genre, chaque fois qu'une tension ou pression latérale est appliquée sur la roue ou meule, la jonction entre le disque ou plateau non abrasif et l'anneau abrasif constitue d'ordinaire le point faible, et grâce à l'invention on obtient une union résistante, qui possède une flexibilité suffisante pour plier ou se courber plutôt que de se rompre sous l'effet des chocs normaux.
Pour des roues un peu plus épaisses,on peut adopter la construction représentée dans la fig. 2. Celle-ci diffère de la construction représentée dans la fig, 1 en ce qu'elle comprend trois plateaux ou disques d'aluminium 10,10, 10, deux disques de tissu 13,13, et un anneau abrasif 15a, qui est plus épais que l'anneau 15 de la fig. 1.
La roue ou meule de la fig. 2 peut être établie en formant tout d'abord un anneau abrasif uni à une paire de plateaux ou disques 10,10, avec un disque de tissu 13 placé entre eux- comme dans le cas de la fig.l, et en moulant avec application de chaleur et de pression pendant un
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ternes limité, par exemple pendant deux minutes environ, avec ce résultat que le résinoïde n'est pas complètement pris.
Le produit résultant peut alors être placé dans un autre moule, avec addition d' un autre disque de tissu, 13, d'un autre disque ou plateau d'alumi- nium 10, et d'une quantité supplémentaire de mélange de résinoïde et de diamant, li, 12, après quoi on procède à une nouvelle opération de moulage, avec application de chaleur et de pression, pendant une période plus étendue, par exemple vingt minutes, qui servira à unir ensemble les parties pour former une roue ou meule intégrale ainsi qu'il est représenté dans la fig. 2. La quantité de mélange d'abrasif et de liant dans le moule est choisie de manière à procurer la densité désirée dans le produit final. C'est l'épaisseur des anneaux de moulage même, en même temps que les butées du moule qui déterminent la conformation du produit final.
Les ingrédients utilisés pour l'exécution d'un mode préféré de fabrication de la roue de l'invention peuvent comprendre : grains de diamants 50% en poids; liant résinoïde 25% en poids; remplissage (quartz broyé) 25% en poids.
Les proportions peuvent toutefois être considérablement modifiées pour donner des roues possédant des caractéristiques différentes et, en outre, pour autant qu'il s'agisse des caractéristiques mécanique de l'invention, celle-ci n'est pas limitée à des liants formés par des matières résinoïdes artificielles, mais d'autres liants peuvent être employés.
En se référant à la fig. 3, on y a illustré une réalisation de l'invention dans laquelle l'organe de renfort central est formé par une feuille 17 de métal mince comportant des ouvertures 18. Cette feuille peut être de l'aluminium, d'une épaisseur de l'ordre de 0,05 à 0,076 mm.
En confectionnant la roue ou meule de la figure 3, on suit la méthode déjà indiquée pour la-roue ou meule de la fig. l, sauf que l'on utilise une quantité quelle que peu plus importante de matière résinoïde cimentante 20 pour unir les disques ou plateaux 10-10 ensemble avec la feuille de métal mince 17 disposée entre-eux.
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On remarquera que l'anneau abrasif 15b est de même une masse intégrale, car le mélange de résinoïde et de diamant traverse les perforations ou ouvertures 18.
On a constaté qu'une matière résineuse artificielle, telle que celle vendue sous le nom de bakélite, possède, lorsqu'elle est moulée avec application de chaleur et de pression, un pouvoir d'adhésion particulier qui l'a fait adhérer fermement à une surface métallique, comme l'aluminium, en particulier si la surface métallique est rendue brillante comme à l'aide d'un papier abrasif ou da. verre ainsi que déjà spécifié. Cette caractéristique, en même temps que le renforcement décrit permet la fabrication d'une roue ou meule rude, solide.
Pour le meulage de matières dont la dureté est supérieure à 9 à échelle de Moh, ou plus grande que 12 ou 13 au prolongement de l'échelle de Moh, comme par exemple les carbures de tungstène cimentés, le carbure de tantale, et également le carbure de bore, une roue ou meule de diamant confectionnée conformément à l'invention présente une supériorité marquée.'Bans une opération ou action de meulage telle qu'indiquée, les disques de tissu 13 sont tellement tendres comparativement à l'abrasif et à la substance meulée ou coupée, qu'ils disparaissent complètement durant le meulage et n'interfèrent pas matériellement avec l'action de meulage.
Il est à noter que, conformément à la réalisation de l'invention illustrée dans les figures 1 et 2, les grains abrasifs 12 sont virtuellement incorporés ou forcés dans le tissu 13, de sorte que la roue ou meule possède des propriétés abrasives sur toute la largeur de sa périphérie. Dans le cas de la réalisation représentée dans la figure 3, la feuille mince en aluminium 17 possède, relativement, sensiblement la résistance du mastic comparativement à la matière abrasive avec laquelle il est intégralement uni, et de ce fait il s'use sans influencer l'action de meulage. Néanmoins, il possède une résistance à traction suffisante et des qualités élastiques suffisantes pour renforcer tout l'ensemble intégral.
Dans tous les cas, quelque soit l'explication, une roue
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formée avec un renforcement central analogue à un disque ou plateau, comme le tissu 13 ou la feuille mince d'aluminium 17, possède une résistance plus grande qu'une roue ou meule n'ayant pas semblable renforcement, et pour obtenir des résultats supérieurs, on préfère utiliser des matières ayant des résistance et élasticité comme celles indiquées.
A la feuille mince d'aluminium 17 on peut substituer une très faible épaisseur d'acier, pour autant queu égard à son épaisseur et des trous ou évidements y formés, malgré des différen- ces dans les coefficients de dilatation,ellene provoque pas le gondolement ou gauchissement de la partie centrale; toutefois dans la pratique actuelle, la demanderesse a obtenu des résultats supérieurs en utilisant l'aluminium.
La signification de l'expression "chaleur et pression requises pour obtenir la prise de la bakéliten sera aisément comprise des gens versés dans l'art de mouler la bakélite; il suffira de noter qu'une température de 1400 C., une pression de 315 Kos. par cm2, et un facteur de temps de vingt minutes pour la prise complète du produit sont satisfaisants. Les organes de moulage n'ont pas été illustrés car les formes de moules pour la fabrication de résinolde sont connues des gens de métier et, en outre, en exécutant l'invention,un grand nombre de formes différentes de moulés peuvent être utilisées ; on a clairement décrit une forme et un type de moule de sorte que l'on peut aisément exécuter l'invention.
Des roues ou meules établies conformément à l'invention peuvent être extrêmement minces et, lorsqu'elles contiennent du diamant comme abrasif, elles peuvent être avantageusement utilisées pour couper ou rainurer des pièces de carbure de bore, de carbure de tantale, de carbure de tunsgtène, les corps en carbures cimentés et d'autres substances extrêmement dures. L'invention permet la confection de roues ou meulës extrêmement minces, et en même temps suffisamment fortes et rigides et de construction composite, La fabrication d'une roue ou meule comportant du diamant comme abrasif, qui serait entièrement homogène, implique l'incorporation de l'abrasif de diamant dans une partie centrale non meulante, ce qui est
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dispendieux.
En outre, la méthode de l'invention peut être exécutée d'une façon tout à fait économique.
REVENDICATIONS ( 1.- Une roue de meulage ou meule, comprenant une paire de pla- ( .