EP1993786B1 - Meule d'ebarbage fine, utilisation de cette meule et procede pour la fabriquer. - Google Patents

Meule d'ebarbage fine, utilisation de cette meule et procede pour la fabriquer. Download PDF

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EP1993786B1
EP1993786B1 EP07731681A EP07731681A EP1993786B1 EP 1993786 B1 EP1993786 B1 EP 1993786B1 EP 07731681 A EP07731681 A EP 07731681A EP 07731681 A EP07731681 A EP 07731681A EP 1993786 B1 EP1993786 B1 EP 1993786B1
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wheel
layers
abrasive grains
layer
grinding wheel
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Saint Gobain Abrasifs Technologie et Services SAS
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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D5/12—Cut-off wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
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    • B24D13/02—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery
    • B24D13/08—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery comprising annular or circular sheets packed side by side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0045—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by stacking sheets of abrasive material

Definitions

  • the present invention relates to a grinding wheel, and possibly cutting, in disk form, according to the preamble of claim 1.
  • This standard defines in particular essential criteria for the production of deburring wheels, corresponding to the types referenced 27, 28 and 29 in this standard.
  • a grinding wheel must imperatively have a thickness of between 4 and 10 mm, as illustrated in the document EP 1543923 on which the preamble of claim 1 is based.
  • the present invention thus relates in its broadest sense to a grinding wheel, according to claim 1 characterized in that the working area has a total thickness of less than 4 mm and preferably less than or equal to 3.2 mm.
  • This thickness is measurable over the entire width and the entire length of the work area.
  • the wheel according to the invention has at least two adjacent working areas and preferably three working areas adjacent two by two.
  • These working areas are preferably substantially perpendicular two by two.
  • the grinding wheel according to the invention may in particular have a thickness greater than 2.5 mm or 3.2 mm.
  • At least one outer layer containing no abrasive grains, or even the two outer layers containing no abrasive grains has (a) diameter smaller than the total diameter of the grinding wheel.
  • the term "slab” designates a constituent layer formed from abrasive grains which has a consistency such that the slab can be handled, and in particular seized and moved by hand or by using a machine.
  • This slab may therefore consist of a single layer formed from abrasive grains or may comprise on one side a layer containing no grains, abrasives.
  • working sector designates a surface of the grinding wheel in contact with which it is possible to deburr.
  • the passage time at each subsequent station can be significantly reduced since it no longer depends on the duration of operations. discharge of the powdered product or pressing under high pressure. In addition, the pressure used can be reduced.
  • the present invention also relates to the use of a grinding wheel according to the invention, to perform a deburring operation.
  • the grinding wheel according to the invention can be used for deburring, as well as possibly for cutting.
  • the figure 1 illustrates a grinding wheel (1) according to the invention.
  • This grinding wheel (1) has a general disk shape and thus has a central axis X, a central fixing zone F and at least one peripheral working zone Z extending externally to the central fixing zone with respect to the axis central.
  • the attachment zone consists of a metal washer and allows the fixing of the wheel on a hub of a grinding machine.
  • This washer may not be flat to allow to achieve a wheel with a offset.
  • the grinding wheel has two layers (3, 5) formed from abrasive grains.
  • the layers not containing abrasive grains (2, 4, 6) are, for example, glass fiber grids coated with phenolic resin.
  • Different grammages may be used for the fiberglass grid, for example from 75 to 420 grams per square meter.
  • a sheet of paper can also be glued to one or both of the outer surfaces of the grinding wheel.
  • an outer layer or even the two outer layers not containing abrasive grains (2, 6) to have a diameter smaller than the total diameter of the grinding wheel, and to have a diameter reduced from about 2 to 50 mm.
  • the layers (3, 5) are formed from abrasive grains which consist, for example, mainly of Alumina (Al 2 O 3 ), or for example a Zirconia-Alumina (ZrO 2 -Al 2 O 3 ) mixture, or even grains mainly consisting of silicon carbide (SiC).
  • abrasive grains used may also be subjected to different thermal, mechanical, physical or chemical treatments to improve the abrasive performance (hardness, friability, roughness, etc ).
  • the layers (3, 5) formed from these abrasive grains may consist of abrasive grains of different sizes, the average size of which is generally defined by those skilled in the art by the term "grit", or a mixture of grains of different sizes.
  • the average size of the abrasive grains is, according to a possible embodiment of the invention, between 1035 microns (grit 24) and 122 microns (grit 150).
  • the layers (3, 5) may be formed from the abrasive grains bonded together by a binder composed of various phenolic powder resins (eg Novolak) and / or in liquid (eg Resole) as well as possibly with additives or fillers.
  • a binder composed of various phenolic powder resins (eg Novolak) and / or in liquid (eg Resole) as well as possibly with additives or fillers.
  • the fillers or additives used may be mainly composed of iron sulphides, aluminum and potassium double fluoride, potassium sulphate or calcium carbonate (lime).
  • the working zone Z has a total thickness e of less than 4 mm, and preferably less than or equal to 3.2 mm and greater than 2 mm.
  • the grinding wheel (1) has three working areas (S1, S2, S3) adjacent in pairs: the sectors S1 and S3 correspond to the main working surfaces and the sector S2 corresponds to the outer edge of the grinding wheel.
  • a grinding wheel was made presenting the structure illustrated on the figure 1 .
  • the mixture of grains used in each layer (3,5) consists of two types of grains, one having an average size of 508 ⁇ m (grit 46) representing 85% by volume of the total volume of the mixture of abrasive grains and 1 another having an average size of 406 ⁇ m (grit 60) representing 15% by volume of the total volume of the mixture of abrasive grains.
  • the binder used in each layer (3.5) consists of 65% by volume of phenolic resin (liquid + 15% by weight hexamethylenetetramine powder) and fillers: 15% by volume of iron sulphide, 18% by volume of sulphates of potassium and 2% by volume of lime.
  • Each layer (3.5) thus consists of approximately 44% by volume of abrasive grains, 46% by volume of binder, the rest being porosity.
  • the fabric used for the layers (2, 4, 6) has a basis weight of 195, 170 and 195 grams per square meter, respectively.
  • This grinding wheel has after manufacture a thickness e of about 2.5 mm and an overall diameter of 125 mm.
  • This grinding wheel although not having the thickness required by ISO 525 for a grinding wheel, has satisfied all the safety tests of the EN 12413 standard for grinding wheels type 27, 28 and 29.

Description

  • La présente invention se rapporte à une meule d'ébarbage, et éventuellement de tronçonnage, sous forme de disque, selon le préambule de la revendication 1.
  • Par ébarbage au sens de la présente invention, il faut comprendre tout opération de dégrossissage, d'usure, d'aiguisage, de polissage, ... par opposition à une opération de tronçonnage consistant à opération de découpage.
  • Il est connu dans l'art antérieur en particulier de la demande internationale de brevet N° WO 00/74898 de réaliser des meules minces non pas d'ébarbage mais de tronçonnage.
  • L'homme du métier connaît par ailleurs la norme ISO 525 relative aux produits abrasifs en général.
  • Comme toute norme, elle est le reflet exhaustif de ce que l'homme du métier considère comme nécessaire et suffisant pour parvenir à des produits satisfaisants.
  • Cette norme définit en particulier des critères indispensables pour la réalisation de meules d'ébarbage, correspondant aux types référencés 27, 28 et 29 dans cette norme.
  • Selon cette norme, une meule d'ébarbage doit impérativement présenter une épaisseur comprise entre 4 et 10 mm, comme illustré dans le document EP 1543923 sur lequel se base le préambule de revendication 1.
  • Il s'avère que d'une manière complètement surprenante, il est possible de réaliser des meules d'ébarbage ne répondant pas au critère d'épaisseur de la norme mais répondant à tous les autres critères, notamment relatifs à la sécurité lors de l'utilisation des meules, et donnant pleinement satisfaction pour l'application d'ébarbage visée.
  • La présente invention se rapporte ainsi dans son acception la plus large à une meule d'ébarbage, selon la revendication 1 caractérisée notamment en ce que la zone de travail présente une épaisseur totale inférieure à 4 mm et de préférence inférieure ou égale à 3,2 mm.
  • Cette épaisseur est mesurable sur toute la largeur et toute la longueur de la zone de travail.
  • La meule selon l'invention présente au moins deux secteurs de travail adjacents et de préférence trois secteurs de travail adjacents deux à deux.
  • Ces secteurs de travail sont, de préférence, sensiblement perpendiculaires deux à deux.
  • La meule selon l'invention peut présenter en particulier une épaisseur supérieure à 2,5 mm ou 3,2 mm.
  • Par ailleurs, dans une variante particulière, au moins une couche extérieure ne contenant pas de grains abrasifs, voire les deux couches extérieures ne contenant pas de grains abrasifs présente(nt) un diamètre plus petit que le diamètre total de la meule.
  • Au sens de la présente invention, le terme « couche » désigne une couche comportant au moins un matériau destiné à constituer la meule. Ces couches sont de deux types :
    • des couches ne contenant pas de grains abrasifs, notamment du type feuille de protection dite « papier », ou du type feuille de renfort dite « tissu », ou
    • des couches formées à partir de grains abrasifs, du type comportant des grains abrasifs liés entre eux par un liant.
  • Par ailleurs, au sens de la présente invention, le terme « galette » désigne une couche de constituant formée à partir de grains abrasifs qui présente une consistance telle que la galette peut être manipulée, et notamment saisie et déplacée à la main ou à l'aide d'une machine.
  • Cette galette peut donc être constituée d'une seule couche formée à partir de grains abrasifs ou peut comporter sur une face une couche ne contenant pas de grains, abrasifs.
  • Par ailleurs, au sens de la présente invention, le terme « secteur de travail » désigne une surface de la meule au contact de laquelle il est possible d'ébarber.
  • Il s'avère par ailleurs que d'une manière complètement surprenante il est possible d'utiliser le procédé de fabrication de meules minces de tronçonnage connu de la demande internationale de brevet N° WO 00/74898 pour la réalisation de meules d'ébarbage selon l'invention.
  • La présente invention se rapporte ainsi également à un procédé de fabrication d'une meule d'ébarbage, et éventuellement de tronçonnage, selon la revendication 4, procédé selon lequel :
    • une couche à base de grains abrasifs est formée directement dans un moule en l'absence de couche de renfort sous-jacente,
    • éventuellement une couche de renfort est déposée sur cette couche de grains abrasifs,
    • la ou les couches sont pressées pour former une galette
    • la galette est retirée du moule
    • la galette est assemblée avec
      • soit une ou deux autre(s) couche(s) de renfort, de manière à ce que deux couches de renfort encadrent la meule,
      • soit au moins une autre galette et au moins une ou deux autre(s) couche(s) de renfort de manière à ce que deux couches de renfort encadrent la meule,
    • l'ensemble est pressé afin de former une meule.
  • Grâce au fait que l'on fabrique tout d'abord une galette, et que l'on superpose ensuite les différentes couches, le temps de passage à chaque poste ultérieur peut être notablement réduit puisqu'il ne dépend plus de la durée d'opérations de déversement du produit pulvérulent ou de pressage sous haute pression. En outre, la pression utilisée peut être réduite.
  • La présente invention se rapporte également à l'utilisation d'une meule selon l'invention, pour réaliser une opération d'ébarbage.
  • Dans le cadre de la présente invention on utilise une installation de fabrication de meules d'ébarbage, et éventuellement de tronçonnage, sous forme de disque, lesdites meules présentant chacune un axe central, une zone de fixation centrale et au moins une zone de travail périphérique s'étendant à la périphérie extérieure de la zone de fixation centrale par rapport à l'axe central, lesdites meules comportant chacune au moins une couche à base de grains abrasifs et deux couches ne contenant pas de grains abrasifs encadrant la meule, ladite installation comportant
    • un poste de remplissage d'un moule par la ou les couches de constituant à partir desquels on forme une galette,
    • une machine de pressage de la ou des couche(s) de constituant contenue(s) dans le moule pour former ladite galette,
    • un poste d'assemblage destiné à former une pile de couches superposées à partir d'au moins une galette et d'au moins une autre couche de constituant,
      • une machine de pressage pour comprimer la pile et former une meule d'ébarbage, et éventuellement de tronçonnage, dont une zone de travail présente une épaisseur totale inférieure à 4 mm et de préférence inférieure ou égale à 3,2 mm.
  • Avantageusement, la meule selon l'invention peut être utilisée pour l'ébarbage, ainsi que, éventuellement pour le tronçonnage.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs et de la figure ci-jointe illustrant une coupe axiale d'une meule d'ébarbage selon l'invention.
  • Il est précisé que les proportions entre les divers éléments représentés ne sont pas rigoureusement respectées dans cette figure afin d'en faciliter la lecture.
  • La figure 1 illustre une meule (1) d'ébarbage selon l'invention.
  • Cette meule (1) présente une forme générale de disque et présente ainsi un axe central X, une zone de fixation centrale F et au moins une zone de travail périphérique Z s'étendant extérieurement à la zone de fixation centrale par rapport à l'axe central.
  • La zone de fixation est constituée d'une rondelle métallique et permet la fixation de la meule sur un moyeu d'un engin de meulage.
  • Cette rondelle peut ne pas être plate afin de permettre de réaliser une meule présentant un déport.
  • La meule comporte deux couches (3, 5) formées à partir de grains abrasifs.
  • Les couches ne contenant pas de grains abrasifs (2, 4, 6) sont par exemple des grilles en fibres de verre enduites de résine phénolique.
  • Différents grammages peuvent être utilisés pour la grille en fibres de verre, comme par exemple de 75 à 420 grammes par mètre carré.
  • Une feuille de papier peut en outre collée sur une (ou les) face(s) extérieure(s) de la meule.
  • Il est possible par ailleurs qu'une couche extérieure, voire les deux couches extérieures ne contenant pas de grains abrasifs (2, 6) présente(nt) un diamètre plus petit que le diamètre total de la meule, et présente(nt) un diamètre réduit de l'ordre de 2 à 50 mm.
  • Les couches (3, 5) sont formées à partir de grains abrasifs qui sont par exemple majoritairement constitués d'Alumine (Al2O3), ou par exemple un mélange Zircone - Alumine (ZrO2-Al2O3) ou encore des grains majoritairement constitués de Carbure de Silicium (SiC). Les grains abrasifs utilisés peuvent en outre être soumis à différents traitements thermiques, mécaniques, physiques ou chimiques pour en améliorer les performances abrasives (dureté, friabilité, rugosité, etc...).
  • Les couches (3, 5) formées à partir de ces grains abrasifs peuvent être constitués de grains abrasifs de différentes dimensions, dont la taille moyenne est généralement définie par l'homme du métier par le terme « grit », ou d'un mélange de grains de différentes dimensions. La taille moyenne des grains abrasifs est, selon un mode possible de réalisation de l'invention, comprise entre 1035 µm (grit 24) et 122 µm (grit 150).
  • Par exemple, les couches (3, 5) peuvent être formées à partir des grains abrasifs liés entre eux par un liant composé de diverses résines phénoliques en poudre (par exemple Novolak) et/ou en liquide (par exemple Resole) ainsi qu'avec, éventuellement, des additifs ou des charges. Par exemple, les charges ou additifs utilisées peuvent être majoritairement constitués de sulfures de fer, de fluorure double d'aluminium et de potassium, de sulfate de potassium ou de carbonate de calcium (chaux).
  • Selon l'invention, la zone de travail Z présente une épaisseur totale e inférieure à 4 mm, et de préférence inférieure ou égale à 3,2 mm et supérieure à 2 mm.
  • La meule (1) présente trois secteurs de travail (S1, S2, S3) adjacents deux à deux : les secteurs S1 et S3 correspondent aux surfaces principales de travail et le secteur S2 correspond au chant extérieur de la meule.
  • Une meule a été réalisée présentant la structure illustrée sur la figure 1.
  • Le mélange de grains utilisé dans chaque couche (3,5) est constitué de deux types de grains, l'un présentant une taille moyenne de 508 µm (grit 46) représentant 85 % en volume du volume total du mélange des grains abrasifs et l'autre présentant une taille moyenne de 406 µm (grit 60) représentant 15 % en volume du volume total du mélange des grains abrasifs.
  • Le liant utilisé dans chaque couche (3,5) est constituée de 65 % en volume de résine phénolique (liquide + poudre à 15 % massique d'hexamethylenetétramine) et de charges : 15 % volumique de sulfure de fer, 18 % volumique de sulfates de potassium et 2 % volumique de chaux.
  • Chaque couche (3,5) est ainsi constituée d'environ 44 % en volume de grains abrasifs, de 46 % en volume de liant, le reste étant de la porosité.
  • Le tissu utilisé pour les couches (2, 4, 6) présente respectivement un grammage de 195, 170 et 195 grammes par mètre carré.
  • L'ensemble des constituants a subi une étape de pressage à froid pour former la meule, puis une étape de cuisson conforme aux techniques de l'art.
  • Cette meule présente après fabrication une épaisseur e d'environ 2,5 mm et un diamètre hors tout de 125 mm.
  • Cette meule, bien que ne présentant pas l'épaisseur requise par la norme ISO 525 pour une meule d'ébarbage, a satisfait tous les tests de sécurité de la norme EN 12413 concernant les meules d'ébarbage du type 27, 28 et 29.
  • Elle a en particulier satisfait le test de vitesse d'éclatement puisqu'elle n'a éclaté qu'à la vitesse (VBR) d'environ 190 m/s (la norme exige une résistance à une vitesse d'au moins 150 m/s).
  • Pour le test de résistance à un impact latéral unique (Force FS1), elle a résisté à une force de 290 N exigée par la norme.
  • La présente invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet tel que défini par les revendications.

Claims (5)

  1. Meule (1) d'ébarbage sous forme de disque, ladite meule présentant un axe central X, une zone de fixation centrale F et au moins une zone de travail périphérique Z s'étendant extérieurement à la zone de fixation centrale par rapport à l'axe central, ladite meule comportant au moins deux couches (3, 5) formées à partir de grains abrasifs chacune de ces couches étant encadrée par deux couches ne contenant pas de grains abrasifs (2, 4, 6), et deux couches ne contenant pas de grains abrasifs (2, 6) encadrant la meule, caractérisée en ce que la zone de travail Z présente une épaisseur totale e supérieure à 2 mm et inférieure à 4 mm et de préférence inférieure ou égale à 3,2 mm,
    et en ce qu'elle présente au moins deux secteurs de travail (S1, S2) adjacents et de préférence trois secteurs de travail (S1, S2, S3) adjacents deux à deux,
    les secteurs de travail (S1, S2, S3) étant sensiblement perpendiculaires deux à deux.
  2. Meule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle présente une épaisseur e notamment de 2,5 mm ou 3,2 mm.
  3. Meule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une couche extérieure ne contenant pas de grains abrasifs (2, 6), voire les deux couches extérieures ne contenant pas de grains abrasifs (2, 6) présente(nt) un diamètre plus petit que le diamètre total de la meule.
  4. Procédé de fabrication d'une meule (1) d'ébarbage selon une des revendications 1 à 3 sous forme de disque, procédé selon lequel :
    - une couche à base de grains abrasifs (3, 5) est formée directement dans un moule en l'absence de couche de renfort sous-jacente,
    - éventuellement une couche de renfort est déposée sur cette couche de grains abrasifs,
    - la ou les couches sont pressées pour former une galette
    - la galette est retirée du moule
    - la galette est assemblée avec
    - soit une ou deux autre(s) couche(s) de renfort, de manière à ce que deux couches de renfort encadrent la meule,
    - soit au moins une autre galette et au moins une ou deux autre(s) couche(s) de renfort de manière à ce que deux couches de renfort encadrent la meule,
    - l'ensemble est pressé afin de former la meule.
  5. Utilisation d'une meule (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour réaliser une opération d'ébarbage.
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