EP0208671A1 - Outil de surfaçage à rouleaux - Google Patents

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EP0208671A1
EP0208671A1 EP86870081A EP86870081A EP0208671A1 EP 0208671 A1 EP0208671 A1 EP 0208671A1 EP 86870081 A EP86870081 A EP 86870081A EP 86870081 A EP86870081 A EP 86870081A EP 0208671 A1 EP0208671 A1 EP 0208671A1
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roller
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surfacing
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Diamant Boart NV SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B24B41/047—Grinding heads for working on plane surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a tool for surfacing a stony material having a flat face, comprising a support plate rotatably mounted on a spindle perpendicular to said flat face, so as to be driven in a plane parallel to this face and filled bottom of a plurality of cylindrical abrasive rollers of the same diameter, mounted on free rotating bearings about their own axis, in an eccentric execution with respect to the drive spindle, so that the rollers have at the same time a component of rolling and a tangential sliding component with respect to the material.
  • This type of tool is particularly suitable for equipping either a polishing train or an automatic polisher intended for dressing, softening and polishing 4th very hard rocks, such as granite, in order to provide them with a sufficient surface finish. to receive the buffing.
  • European patent application No. 0067402 describes a surfacing tool for hard rocks.
  • This tool comprises a vertical shaft and rollers fitted with diamond crowns and rotatably mounted around a horizontal axis, so as to arrange the working surface of the crowns in the same horizontal plane.
  • the rollers are preferably distributed at each of the vertices of a regular polygon inscribed in a circle whose center is determined by the vertical tree. They are oriented tangentially to a concentric circle of arbitrarily chosen radius. Each roller is therefore mounted on its own axis, parallel to the surface to be treated.
  • the surface swept by the contact generator of each roller is varied. This surface is that between the circles determined by the ends of each generatrix of contact of the rollers with the stony material.
  • the working surface is maximum when the surfacing roller is oriented tangentially to a circle of zero radius.
  • an efficiency of the derisory tool because the action of the roller is essentially reduced to a rolling, during which the peripheral speed of the rollers in rotation around their own axis parallel to the face to be treated is maximum and the slip almost nil.
  • the working surface of the roller is reduced to a thin annular surface, when the roller is oriented tangentially to a circle of large diameter.
  • the peripheral speed of the roller on itself is then minimum and the sliding of the rollers on the stony material is maximum.
  • the effectiveness of the tool is better but relates to a too small work surface.
  • European Patent No. 46604 is a tool for roughing, smoothing and polishing solid surfaces.
  • This known tool comprises a rotating horizontal plate carrying frustoconical rollers, arranged radially with their large base directed towards the outside of the plate. These rollers are driven in rotation about their own axis by a pinion engaged with a peripheral toothed ring made integral with the frame of the machine. The direction of rotation is chosen opposite to that of the rotation of the plate, so that the speeds of rotation of the rollers and of the plate subtract at the level of the generator of contact with the stony material.
  • the appropriate dimensioning of the diameters of the rollers and the choice of the speeds of rotation of the plate and the rollers which must make it possible to obtain a uniform distribution of the wear of the diamond segments of the rollers is quite complex.
  • the roller drive mechanism is complicated because it includes many moving mechanical parts and therefore subject to wear.
  • the present invention aims to remedy the aforementioned drawback and proposes a surfacing head simple and robust construction, with a better bite for a lower noise level and energy consumption.
  • a tool for surfacing a stony material comprising a support plate rotatably mounted on a spindle perpendicular to said flat face, so as to be driven in a plane parallel to this face and furnished below with a plurality of cylindrical abrasive rollers of the same diameter, mounted on free rotatable bearings about their own axis, in an eccentric version with respect to the drive spindle, so that the rollers have both a rolling component and a component tangential sliding with respect to the material, essentially characterized in that the rollers are mounted two by two rigidly at the ends of axles parallel to the planing surface, possibly arranged eccentrically relative to the drive spindle of the tool.
  • the axles are rotated by bearings arranged between the rollers.
  • a surfacing tool designated as a whole by the reference notation 1 comprises a rotary head consisting of a horizontal rectangular support plate 2, mounted in its center 3 on a vertical drive spindle 4
  • the support plate 2 is rectified on its underside and has several rows 5, 6, orifices 7 for fixing.
  • the underside of the plate 2 is fitted with 8.8 'rollers.
  • Each roller 8 or 8 ′ consists of a cylindrical body 9 of approximately 10 to 200 mm in radius, on which is mounted a series of rings 10 formed of juxtaposed diamond cylindrical rings.
  • rollers 8, 8 ′ are advantageously provided with an abrasive coating produced in the form of one or more rings 10 threaded on a cylindrical body 9.
  • rollers are rigidly coupled in pairs 8,8 'to the ends of the axles 12, carried by robust bearings 13, formed in bases 14.
  • the pairs of rollers 8,8 ' are mounted parallel to each other symmetrically with respect to the axis of rotation of the vertical spindle 4. They are arranged eccentrically with respect to the axis of rotation of the spindle 4, so as to generate for each of the rollers 8,8 'of the same pair, curved paths with different radii of curvature.
  • This driving force gives rise to an angular speed Y respectively Z for each of the pairs of rollers.
  • the speed of rotation of the spindle 4 and the size of the plate and the rollers, as well as the offset of these will determine the sliding speeds of the rollers on the stony material.
  • a conventional central watering device brings along the driving spindle 4 of the surfacing tool, cooling and washing water which reaches each of the rollers 8,8 '.
  • each of the rollers 8 has a diameter of 174 mm and a useful length of 120 mm.
  • each pair of tools 8,8 ′ rotates in the Y, Z direction induced by the most eccentric roller 8.
  • the abrasive covering of a roller 8, 8 ′ may consist of a single sleeve 10, mounted on a cylindrical body 9.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

On obtient un outil de surfaçage (1) pour matériau pierreux présentant un meilleur mordant pour un niveau sonore et une consommation d'énergie moindres, lorsque celui-ci comprend des paires de rouleaux (8,8') de surfaçage cylindriques montés rigidement aux extrémités d'essieux (12) parallèles entre eux. La force d'entraînement d'une paire de rouleaux d'un même essieu est la résultante des composantes de friction de signes opposés de chaque rouleau avec la surface de travail.

Description

  • La présente invention est relative à un outil de surfaçage d'un matériau pierreux présentant une face plane, comprenant une plaque-support montée rotative sur une broche perpendiculaire à ladite face plane, de manière à être entrainée dans un plan parallèle à cette face et garnie inférieurement d'une pluralité de rouleaux abrasifs cylindriques de même diamètre, montés sur des paliers libres rotatifs autour de leur axe propre, dans une exécution excentrée par rapport à la broche d'entraînement, de manière que les rouleaux présentent à la fois, une composante de roulement et une composante de glissement tangentiel par rapport au matériau.
  • Ce type d'outil est particulièrement indiqué pour équiper soit un train à polir, soit un polissoir automatique destiné au dressage, à l'adoucissage et au polissage 4e roches très dures, telles que le granit, afin de leur procurer un fini de surface suffisant pour recevoir le lustrage.
  • Il est courant d'utiliser des outils diamantés, pour les premières opérations de surfaçage de matériaux pierreux débités sous forme de plaques ou de dalles.
  • Ainsi, la demande de brevet européen n° 0067402 décrit un outil de surfaçage pour roches dures. Cet outil comprend un arbre vertical et des rouleaux garnis de couronnes diamantées et montés rotatifs autour d'un axe horizontal, de manière à disposer la surface de travail des couronnes dans un même plan horizontal. Les rouleaux sont répartis de préférence à chacun des sommets d'un polygone régulier inscrit dans un cercle dont le centre est déterminé par l'arbre vertical. Ils sont orientés tangentiellement à un cercle concentrique de rayon choisi arbitrairement. Chaque rouleau est donc monté sur un axe propre, parallèle à la surface à traiter.
  • Les inconvénients majeurs de cet outil connu sont le manque de mordant, l'usure rapide des couronnes diamantées et la bruyance. Il semble que ces méfaits sont dus à une rotation trop rapide de l'élément abrasif.
  • En modifiant l'orientation des rouleaux, on varie la surface balayée par la génératrice de contact de chaque rouleau. Cette surface est celle comprise entre les cercles déterminés par les extrémités de chaque génératrice de contact des rouleaux avec le matériau pierreux.
  • La surface de travail est maximale lorsque le rouleau de surfaçage est orienté tangentiellement à un cercle de rayon nul. On déplore cependant, à ce moment, une efficacité de l'outil dérisoire parce que l'action du rouleau se réduit essentiellement à un roulement, au cours duquel la vitesse périphérique des rouleaux en rotation autour de leur axe propre parallèle à la face à traiter est maximale et le glissement presque nul.
  • Par contre, la surface de travail du rouleau se réduit à une mince surface annulaire, lorsque le rouleau est orienté tangentiellement à un cercle de grand diamètre. La vitesse périphérique du rouleau sur lui-même est alors minimale et le glissement des rouleaux sur le matériau pierreux est maximal. L'efficacité de l'outil est meilleure mais porte sur une trop faible surface de travail.
  • On connaît aussi par le brevet européen n° 46604, un outil pour dégrossir, lisser et polir des surfaces solides. Cet outil connu comprend une plaque horizontale tournante portant des rouleaux tronconiques, disposés radialement avec leur grande base dirigée vers le côté extérieur de la plaque. Ces rouleaux sont entraînés en rotation autour de leur axe propre par un pignon en prise avec une couronne dentée périphérique rendue solidaire du bâti de la machine. Le sens de rotation est choisi opposé à celui de la rotation de la plaque, de manière que les vitesses de rotation des rouleaux et de la plaque se soustraient au niveau de la génératrice de contact avec le matériau pierreux.
  • Le dimensionnement approprié des diamètres des rouleaux et le choix des vitesses de rotation de la plaque et des rouleaux qui doit permettre d'obtenir une répartition uniforme de l'usure des segments diamantés des rouleaux est assez complexe. Le mécanisme d' entraînement des rouleaux est compliqué car il comprend de nombreuses pièces mécaniques en mouvement et donc sujettes à l'usure.
  • La présente invention vise à remédier à l'inconvénient susdit et propose une tête de surfaçage de construction simple et robuste, présentant un meilleur mordant pour un niveau sonore et une consommation d'énergie moindres.
  • Elle est relative à un outil de surfaçage d'un matériau pierreux, comprenant une plaque-support montée rotative sur une broche perpendiculaire à ladite face plane, de manière à être entraînée dans un plan parallèle à cette face et garnie inférieurement d'une pluralité de rouleaux abrasifs cylindriques de même diamètre, montés sur des paliers libres rotatifs autour de leur axe propre, dans une exécution excentrée par rapport à la broche d'entraînement, de telle manière que les rouleaux présentent à la fois, une composante de roulement et une composante de glissement tangentiel par rapport au matériau,essentiellement caractérisé en ce que les rouleaux sont montés deux à deux rigidement aux extrémités d'essieux parallèles au plan de surfaçage, éventuellement disposés excentrés par rapport à la broche d'entraînement de l'outil.
  • Suivant une particularité de l'invention, les essieux sont portés rotatifs par des paliers disposés entre les rouleaux.
  • En examinant les paires de rouleaux montés sur un même essieu, on s'aperçoit qu'un des rouleaux présente une vitesse relative inférieure à celle du deuxième rouleau par rapport au matériau pierreux.
  • D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation particulière de l'invention, en faisant référence aux dessins ci-annexés.
  • Dans ces dessins
    • - la figure 1 est une vue en perspective d'un outil de surfaçage à têtes à rouleaux suivant l'invention ;
    • - la figure 2 est une vue en plan de dessous de l'outil montré à la figure 1, et
    • - la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'outil.
  • Dans ces figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
  • Comme illustré aux figures 1 à 3, un outil de surfaçage désigné dans son ensemble par la notation de référence 1, comporte une tête rotative constituée d'une plaque support rectangulaire 2 horizontale, montée en son centre 3 sur une broche d'entraînement verticale 4. La plaque support 2 est rectifiée sur sa face inférieure et comporte plusieurs rangées 5,6 d'orifices 7 de fixation.
  • La face inférieure de la plaque 2 est équipée de rouleaux 8,8'.
  • Chaque rouleau 8 ou 8' est constitué d'un corps cylindrique 9 d'environ 10 à 200 mm de rayon, sur lequel est montée une série de couronnes 10 formées d'anneaux cylindriques diamantés juxtaposés.
  • Les rouleaux 8, 8' sont munis avantageusement d'un revêtement abrasif réalisé sous la forme d'un ou plusieurs anneaux 10 enfilés sur un corps cylindrique 9.
  • Les rouleaux sont accouplés rigidement par paires 8,8' aux extrémités d'essieux 12, portés par des paliers robustes 13, ménagés dans des socles 14.
  • Les paires de rouleaux 8,8' sont montées parallèles entre elles symétriquement par rapport à l'axe de rotation de la broche verticale 4. Elles sont disposées excentriquement par rapport à l'axe de rotation de la broche 4, de manière à engendrer pour chacun des rouleaux 8,8' d'une même paire, des trajectoires courbes de rayons de courbure différents.
  • Par le mouvement de rotation de la plaque 2 autour d'un axe vertical 4, quelle que soit la vitesse de translation dans un plan perpendiculaire à cet axe du matériau non montré, un des rouleaux 8 présente une vitesse relative par rapport au matériau pierreux, supérieure à celle de l'autre rouleau 8'.
  • Il en résulte une force d'entraînement d'une paire de rouleaux 8,8' d'un même essieu 12 dont la grandeur est égale à la différence de forces antagonistes inégales constituées des composantes de friction de signes opposés de chaque rouleau avec la surface de travail.
  • Cette force d'entraînement donne lieu à une vitesse angulaire Y respectivement Z pour chacune des paires de rouleaux.
  • On note que les rouleaux 8,8' d'un même essieu travaillent de manière différente.
  • Le rouleau 8 plus excentré travaille en avalant, tandis que l'autre rouleau 8' travaille en remontant.
  • On note également que dans la forme de réalisation illustrée aux figures 1 à 3, les vitesses angulaires Y et Z sont de signes opposés.
  • La vitesse de rotation de la broche 4 et la dimension du plateau et des rouleaux, ainsi que le décentrement de ceux-ci détermineront les vitesses de glissement des rouleaux sur le matériau pierreux.
  • Un dispositif d'arrosage central classique, non montré, amène le long de la broche d'entraînement 4 de l'outil de surfaçage, de l'eau de refroidissement et de lavage qui atteint chacun des rouleaux 8,8'.
  • Dans une forme de réalisation particulière, illustrée par les figures 1 à 3, chacun des rouleaux 8 a un diamètre de 174 mm et une longueur utile de 120 mm.
  • Il s'agit d'une machine de construction fiable et simple. La vitesse de rotation des rouleaux autour des axes horizontaux est faible et occasionne donc peu de bruit. Le niveau sonore produit par la machine ne dépasse pas 85 DbA. Il s'agit donc d'une machine moins bruyante que les machines de surfaçage connues.
  • Lorsque, comme illustré à la figure 1, la broche d'entraînement tourne dans le sens X, chaque paire d'outils 8,8' tourne dans le sens Y, Z induit par le rouleau 8 le plus excentré.
  • Dans la forme de réalisation particulière illustrée par les figures 1 à 3, les forces antagonistes des rouleaux d'une même paire, sont déséquilibrées en raison du décentrement de ladite paire. Ce sens de rotation prépondérant est celui du rouleau le plus éloigné du centre.
  • Le même résultat peut être obtenu ou accentué en prévoyant des rouleaux de longueurs différentes. Ainsi, une paire de rouleaux accouplés rigidement et montés symétriquement par rapport à la broche 4, sera entraînée par le rouleau le plus large.
  • Le recouvrement abrasif d'un rouleau 8, 8' peut être constitué d'unmanchon unique 10, monté sur un corps cylindrique 9.

Claims (5)

1. Outil de surfaçage d'un matériau pierreux, présentant une face plane, comprenant une plaque-support (2) rotative, montée parallèlement à la face à traiter, (sur un arbre perpendiculaire à ladite face de manière à être entraînée en rotation autour de ladite broche (4) et portant une pluralité de rouleaux (8,8') montés rotatifs autour de leur axe propre, dans une exécution excentrée par rapport à la broche d'entraînement (6), de telle manière que les rouleaux (8,8') présentent à la fois, une composante de roulement et une composante de glissement tangentiel par rapport au matériau pierreux, caractérisé en ce que les rouleaux (8,8') sont montés rigidement aux extrémités d'essieux (12) parallèles entre eux, éventuellement disposés excentrés par rapport à la broche d'entraînement de l'outil (4).
2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les essieux (12) sont portés rotatifs par des socles (14) disposés entre les rouleaux (8,8').
3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les rouleaux (8,8') présentent un recouvrement abrasif sur toute la surface latérale, constitué d'anneaux (10) enfilés sur un corps cylindrique (9).
4. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les rouleaux (8,8') présentent un recouvrement abrasif sur toute la surface latérale, constitué d'un manchon unique (10) monté sur un corps cylindrique (9)
5. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans une paire de rouleaux (8,8') montés sur un même essieu (12), un des rouleaux (8') présente une vitesse relative par rapport au matériau pierreux, inférieure à celle de l'autre rouleau (8).
EP86870081A 1985-06-24 1986-06-06 Outil de surfaçage à rouleaux Expired EP0208671B1 (fr)

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BE215250 1985-06-24

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EP0208671B1 EP0208671B1 (fr) 1989-08-16

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