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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR MACHINING AND FACING RESILIENT MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/010331
Kind Code:
A1
Abstract:
A grinding device is provided for machining and facing workpiecies made of resilient or semi-resilient materials. Said device comprises means (31) for holding the workpiece being processed after the machining operation to allow facing thereof. Machining can be improved by allowing limited drift of the workpiece, providing a flexible rotational drive, applying back pressure and using a recessed grinding wheel. This device can be used particularly for machining and facing drive rollers for office machines.

Inventors:
ROUYER LOUIS (FR)
BASTIN JACQUES (FR)
Application Number:
PCT/FR1991/000972
Publication Date:
June 25, 1992
Filing Date:
December 05, 1991
Export Citation:
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Assignee:
CREATEC ROLLERS (FR)
International Classes:
B24B5/00; B24B5/37; B24B5/50; B24D5/10; (IPC1-7): B24B5/37; B24D5/10
Foreign References:
GB1150996A1969-05-07
GB2185918A1987-08-05
US3324607A1967-06-13
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 91 (M-679)(2938) 24 Mars 1988 & JP,A,62 228 361 ( TOKAI RUBBER IND LTD ) 7 Octobre 1987
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif à meule cylindrique pour l'usinage et le surfaçage d'une pièce en matériau élastique ou semiélastique par la technique dite "en plongée" en utilisant une meule de largeur au moins égale à la longueur de ladite pièce à usiner, caractérisé en ce quril comporte des moyens (32,33,39) susceptibles d'assurer pendant un certain temps, en fin d'opération d'usinage, l'immobilisation de ladite pièce (25) dans une position dans laquelle son axe de rotation (26) se trouve, au droit de ses points d'appui (11), à une distance, par rapport à l'axe de rotation (3) de la meule (2), égale à la somme du rayon théorique de la pièce souhaitée et du rayon de ladite meule.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un dispositif oléopπeumatique (32), commandé par un détecteur d'approche (33) et une minuterie (39), et agissant sur un équipage mobile (6) supportant la pièce (25) en cours d'usinage, pour immobiliser ledit équipage mobile sur indication dudit détecteur d'approche (33), pendant un temps déterminé par ladite minuterie (39).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13) susceptibles d'exercer sur la pièce en cours d'usinage (25) une poussée élastique contrôlée s'exerçant à l'encontre de la pression exercée par l'appui de la ièce sur la meule (2).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens (13) comportent un équipage mobile (13) comprenant un groupe de roues libres (23) susceptibles d'être appuyées élastiquemeπt sur la pièce (25) en cours d'usinage.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4) susceptibles de créer un mouvement relatif de vaetvient, parallèlement à l'axe (3) de la meule (2), entre celleci et la pièce (25) en cours d'usinage.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (4) provoquent un mouvement axial de vaetvient de la meule (2).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (27) permettant, pendant la période de dégrossissage, un léger flottement de l'axe de rotation (26) de la pièce (25) en cours d'usinage.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (27) comportent une commande souple (27) entre la pièce en cours d'usinage, et les moyens moteurs (28) entraînant celleci en rotation.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux supports ouverts (11) constitués par deux surfaces en équerre et recevant chacun une extrémité de l'axe (26) de la pièce (25) en cours d'usinage et que deux butées (25) sont prévues au droit de ces supports pour empêcher ledit axe (26) de leur échapper au cours du flottement subi par la pièce (25) pendant son usinage.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la meule (2) présente, sur l'ensemble de sa périphérie, des évidements disposés de manière à réaliser avec les portions de surface active, une alternance telle que le rapport surface active/évidements soit constant sur tout plan perpendiculaire à une génératrice de la meule et passant par un point quelconque de cette génératrice.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le rapport surface active/évidements se situe entre 0,8 et 1,2.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les bords d'attaque des évidements existant à la surface de la meule forment, avec une génératrice de ladite meule, un angle différent de 0°.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les évidements de la meule sont constitués par des rainures hélicoïdales.
Description:
Dispositif d'usinage et de surfaçage de matériaux élastiques.

La présente invention concerne un dispositif à meule pour l'usinage, compris le surfaçage, de matériaux élastiques et senti-élastiques.

On connaît deux techniques d'usinage à partir de meules i la techniqu dite "de balayage" suivant laquelle une meule de largeur plus petite que l longueur de la pièce à usiner, "balaye" la dite pièce en se déplaçan devant elle à la distance voulue, et la technique dite "en plongée" suivan laquelle la pièce à usiner est attaquée par une meule dont la largeur es au moins égale à la longueur de cette pièce de manière à réaliser l'usinag de celle-ci sans avoir à la déplacer latéralement.

Chacune de ces techniques possède ses avantages et ses inconvénients. La technique "en balayage" présente sur la technique "en plongée", l double avantage de permettre une utilisation de meules plus petites e d'assurer l'usinage de pièces en matériaux élastiques ou semi-élastiques. Dans la technique "en plongée", le mouvement relatif entre aïeule e pièce en usinage est radial par rapport à celle-ci, et si la pièce est e matière quelque peu élastique, il se produit nécessairement un écrasemen de surface qui empêche de maîtriser non seulement la mise aux cote correcte de la pièce, mais également son état de surface final. De plus dans le cas de pièces un peu longues, la pression exercée par la meul provoque toujours, peu ou prou, un fléchissement de la pièce en cour d'usinage et le résultat de ce fléchissement est de donner à la pièc terminée un bombé indésirable plus ou moins important.

C'est pourquoi, pour l'usinage de pièces en matériaux élastiques ou sera -él stiquée, on utilise la technique "en balayage".

Mais celle-ci présente, par rapport à la technique "en plongée", l'inconvénient de nécessiter plus de temps dans la mesure où il est nécessaire précisément que la meule "balaye" toute là longueur des pièces à usiner.

On peut certes remédier quelque peu à ce défaut en augmentant le nombre de machines à usiner surveillées par un personnel donné. Hais cela signifie un investissement supplémentaire risquant, à la limite, d'annuler l'intérêt économique de cette augmentation de production.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif à meule pour l'usinage, y compris le surfaçage, de pièces en matériaux élastiques ou semi-élastiques, permettant d'utiliser la technique "en plongée" tout en conservant les avantages de la technique "en balayage" en ce qui concerne le respect des cotes et l'état de surface final..

A cet effet, on munit la meule agissant "en plongée" do moyens susceptibles d'assurer pendant un certain temps, en fin d'opération d'usinage, l'immobilisation de la pièce en usinage de telle manière que son axe de rotation soit, au droit de ses points d'appui, à une distance égale, par rapport à l'axe de rotation de la meule, à la somme du rayon théoriαue de la pièce souhaitée et du rayon de la meule

Cette disposition permet d'obtenir, après dégrossissage, une pièce aux cotes précises, donc à la forme précise, et à l'état de surface aussi fin que désiré, et ce, même s'il s'agit de pièces en matériaux élastiques.

Dans une réalisation intéressante présentant cette caractéristique, c'est un dispositif oléo-pneu atique qui immobilise la pièce en cours d'usinage sur indication d'un déteoteur d'approcne à travers une minuterie lorsque la dite pièce arrive à la position désirée.

Selon une deuxième caractéristique, le dispositif selon l'invention est pourvu de moyens permettant, pendant la période de dégrossissage, un léger flottement de l'axe de rotation de la pièce en cours d'usinage.

Dans une réalisation intéressante présentant cette caractéristique, on prévoit deux appuis ouverts dont chacun est constitué par une pièce comportant deux surfaces disposées en équerre l'une par rapport à l'autre, sur lesquelles l'axe de la pièce en cours d'usinage est susceptible de s'appuyer suivant deux de ses génératrices, sur des lignes situées à mains de 1&0 * l'une de l'autre par rapport au dit axe de la pièce, des moyens étant prévus pour empêcher cet axe d'échapper à ces appuis au cours des flottements subits par la dite pièce. On assure ainsi à la fois une meilleure attaque, par la meule, de la pièce en cours d'usinage, et une diminution du frottement de l'axe sur ses appuis.

Selon une autre caractéristique intéressante de l'invention, la commande en rotation de la pièce en cours d'usinage est obtenue par une commande souple, ce qui autorise sans inconvénient, pendant l'usinage, un fléchissement de l'axe portant la dite pièce.

Selon une autre caractéristique intéressante dans le cas d'usinage, y compris le surfaçage, des rouleaux d'entraînement des machines utilisées en bureautique, on prévoit un appui réglable pouvant exercer sur le rouleau en cours d'usinage, une poussée élastique contrôlée s'exerçant à l'encontre άe la pression exercée par la meule.

- S -

Ainsi peut-on diminuer, annuler, voire inverser, le fléchissement du dit rouleau en cours d'usinage .

Un autre moyen de diminuer la pression exercée par la meule sur la pièce en usinage consiste, selon l'invention, à utiliser une meule présentant, sur l'ensemble de sa périphérie, des évi éments disposés de manière à réaliser avec les portions de surface active, une alternance telle que le rapport surface active/évidements soit constant sur tout plan perpendiculaire à une génératrice de la meule et passant par un point quelconque de cette génératrice. Outre que l'on obtient ainsi une pression moindre sur la pièce en usinage, on assure également, grâce aux évidementε, le non-encraεsage de la meule et ce, avec un accroissement de l'effet d'abrasion grâce aux bords aval des évidements qui constituent autant de bords d'attaque.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les bords d'attaque des évidements existant à la surface de la meule forment, avec une génératrice de la dite meule, un angle différent de zéro, l'avantage d'une telle disposition étant une moindre usure de la meule en même temps qu'une attaque moins brutale de la pièce à matière à. enlever.

Dans une réalisation intéressante de l'invention, les évidements de la meule sont constitués par des rainures hélicoïdales s*étendant sur toute la' longueur de la meule, ce qui permet une réalisation techniquement plus facile et augmente l'effet de décrassage des évidements sur la meule.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention en liaison avec les dessins annexés, cet exemple étant donné à. titre purement indicatif et nullement limitatif.

La figure 1 est une vue de face d'un dispositif d'usinage selon l' invention.

La figure 2 est une vue en plan de la figure 1. La figure 3 est une coupe suivant III—III de la figure 1. La figure 4 montre, à plus grande échelle, un détail de la figure 3. Sur les figures 1 à 3, l'appareil comprend un bâti 1 portant une meule 2 qui tourne autour d'un axe 3 solidaire de l'arbre de sortie d'un moteur 4 à deux positions, l'une assurant seulement l'entraî ement en rotation de l'axe et de la meule, et l'autre leur impulsant simultanément un mouvement axial de va-et-vient (flèche 38).

La meule 2 a un diamètre de 15 centimètres et présente, sur l'ensemb de sa périphérie,des évidements constitués par des rainures hélicoïdal croisées d'une profondeur de 10 millimètres et disposées de telle sorte q le rapport surface active/évidements soit constant sur tout pl perpendiculaire à une génératrice de la meule passant par un poi quelconque de cette génératrice. Ce rapport est, en l'occurrence, de mais peut varier en se situant cependant de préférence entre 0,6 et 1,2,

On n'a pas dessiné de dispositif d'aspiration des copeaux et de poussières parce qu'il ne fait pas partie de l'invention. Mais il es évident que la meule 2 doit se situer à l'intérieur d'un tel système.

Un ensemble mobile 6, constitué de deux plateaux 7 et δ, es susceptible de coulisser sur le socle du bâti 1 grâce à. deux rails 5 rouleaux croisés coopérant avec deux rainures prévues sur le plateau 7.

Le plateau 7 possède une crosse de manoeuvre 31 solidaire de la parti mobile d'un dispositif oléo-pneumatique 32 commandé, à travers un minuterie 39, par un détecteur d'approche 33.

Le plateau δ, monté rotatif sur le plateau 7 grâce à. un pivot 9 possède un dispositif de blocage angulaire non représenté parce que n faisant pas partie de l'invention. Il porte, à sa partie supérieure, deu rails 10 perpendiculaires aux rails 5, et deux supports 11 et, sur le côté, une platine 29 sur laquelle est disposé un moteur électrique 28.

Les rails 10 permettent à un équipage mobile 13 <voir figure 4 ) essentiellement constitué de deux couliεseaux 14 et 15, de εe déplacer parallèlement à l'anse 3 de la meule. Le cσulisseau 14 comprend une semelle 16 et un talon 17, la semelle 16 portant à sa surface supérieure, un rail de guidage 15, et à sa surface inférieure, deux rainures 12 correspondant aux deux rails 10 du plateau θ,

Le coulisseau 15 porte, de première part, une rainure correspondant au rail de guidage Iδ du coulisseau 14, de deuxième part, une tige filetée 19 qui traverse librement le talon 17 du dit coulisseau 14 et est munie de deux écrous 20 à son extrémité, et de troisième part, un axe 21 sur lequel tournent librement deux leviers doubles 22 dont chacun porte deux roues libres 23.

Un ressort 24 est enfilé sur la tige filetée 19 et s'appuie, d'un côté, sur le talon 17, et de l'autre côté, sur l'arrière du coulisseau 15.

Les supports 11 sont disposés, de façon réglable, sur un rail 36 parallèle aux rails 10 sur lesquels se déplace l'équipage mobile 13. Leur tête est constituée par une entaille asymétrique constituant un appui ouvert pour recevoir l'axe 26 et qui est formée par deux surfaces disposées en équerre l'une par rapport à l'autre, à savoir la surface supérieure horizontale du support et le côté d'une projection verticale 39.

Au-dessus de chaque support, est prévue une butée mobile 35 dont le rôle sera expliqué ci-après.

Un rouleau 25 est représenté en cours d'usinage. Il est monté sur un axe 26 posé sur la tête des supports 11, les butées mobiles 35 étant disposées, par des moyens non représentés parce que ne faisant pas partie de l'invention, à une certaine distance de l'axe 26, et ayant pour effet de l'empêcher d'échapper aux supports 11 tout en lui permettant un léger flottement. D'autre part, l'axe 26.est solidaire par un dispositif d'emmanchement 34, d'une commande flexible 27 constituée par un ressort solidaire lui-même de l'arbre de sortie du moteur 28 porté par la platine 29 du plateau 8.

Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme expliqué ci- aprèε.

L'ensemble mobile 6 étant reculé dans le sens de la flèche 37 (figure 3 ) , on procède aux opérations suivantes :

- on règle la position des supports 11 sur le rail 36 et celle de l'équipage mobile 13 sur les rails 10 en fonction de la répartition de© masses sur l'axe 26 j - on règle la position de l'ensemble mobile 6 et le détecteur d'approche 33 en fonction des cotes désirées j

- on règle la dureté du ressort 24 en fonction de la forme de rouleau désirée ;

- on règle la minuterie 39 en fonction du temps pendant lequel le dispositif oléo-pneu atique va être immohô-isé p ur assurer le surfaçage ;

- on fixa une extrémité de l'axe 26 dans le dispositif d'emmanchement 34 i

- on place le dit axe sur les supports 11 ;

- on met en position les butées 35 ;

- on lance le moteur 4 dans la position qui assure à la fois la rotation de la meule 2 et son mouvement axial ce va-et-vient, et le moteur 28 qui commande, la rotation du rouleau 25 en sens inverse de la meule 2 ;

- on déclenche le dispositif oléo- neuï_Atique 32.

- «5 -

Celui-ci fait avancer l'ensemble 6 vers la meule 2, jusqu'à ce que le rouleau 25 arrive au contact de celle-ci,

L'usinage commence, chaque grain de la meule agissant, du fait du mouvement de va-ei vient dont elle est animée,sur une zone du rouleau 25 et 5 non pas seulement sur une ligne, ce qui améliore la régularité de l'usinage. Par ailleurs, la présence des évidements sur la meule favorise l'aspiration des copeaux et poussières, assurant ainsi un décrassage permanent de la meule.

Celle-ci exerce, sur le rouleau en cours d'usinage, une pression fonction 10 de la poussée provoquée par le dispositif oléo-pneujflat ue, et cette pression tend à provoquer un léchissement de l'axe 26 dont le résultat ne pourrait qu'aboutir à un profil bombé sur le rouleau 25 en fin d'usinage.

C'est là qu'intervient l'aotion de l'équipage mobile 13 qui exeroe, en fonction de sa position par rapport aux appuis sur les supports 11, de la " •5 position du coulisseau 15 par rapport à l'axe de rotation du rouleau 25, et de la dureté du ressort 24, une contre-pression dont les effets seront variables en fonotion de sa valeur. Elle peut annuler totalement le fléchissement de l'axe 26 et permettre ainsi d'obtenir un " rouleau parfaitement cylindrique. Bile peut ne l'annuler que part ellem-X-t e 0 ainsi diminuer seulement le bombé qui aurait été obtenu sur le rouleau 25 avec la pression de la auîe. Elle peut, enfin, si elle est plus importante que la pression de la meule, permettre la réalisation d'un rouleau en forme de diabolo c'est-à-dire avec un diamètre plus petit en son milieu qu'à ses extrémités. -"- Lorsque le détecteur d'approohe 33 constate que l'axe de rotation du rouleau 25 est, au droit de εes appuis, à une distance de l'axe de rotation de la meule 2, égale à la somme du rayon théorique de la pièce souhaitée et du rayon de la dite meule, le dispositif oléσ-pneumatique arrête l'ensemble 6, immobilisant donc les appuis du rouleau 25. A ce moment, la minuterie 39 se déclenche et l'usinage se continue dans cette position puisque le rouleau continue de tourner, ainsi que la meule 2, Si l'on veut donner une forme non cylindrique au rouleau 25, on arrête cependant la commande du mouvement de va-et-vient de la meule 2.

Hais au fur et à mesure que l'usinage du rouleau 25 se continue, son diamètre diminue et la pression de la meule sur lui diminue donc également jusqu'à disparaître complètement. Lorsque toute pression radiale a disparu sur le rouleau en cours d'usinage, la surfaçage se réalise aux cotes et au grain désirés, quelles qu'en soient les caractéristiques élastiques.

Pour une meule de 15 centimètres de diamètre tournant à 9 000 tours/minute et une pièce en cours d'usinage de 4 centimètres d© diamètre et tournant à 30 tours/minute, on compte que, pour une dureté Shore de 50, le temps pendant lequel on laissera tourner la pièce après avoir atteint la position définie se situera, de préférence, entre 10 et 30 secondes selon la finesse de grain désirée.

Lorsque le temps prévu est passé, la minuterie 39 fait reculer l'ensemble mobile 6. On arrête le moteur 28. On retire le rouleau 25 et on le déεaccouple de sa co ande flexible. Un nouveau cycle peut commencer. Si l'on a un rouleau tronconique à usiner, il suffit de régler d'abord la position angulaire du plateau 8 par rapport à la meule en fonction de l'angle désiré, et les opérations suivantes sont les mômes que pour un rouleau cylindrique. II est entendu que l'an peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction et/ou de fonctionnement en vue d'obtenir les mêmes résultats.

Ainsi, les évidements de la meule 2 pourraient être réalisés autrement que par des rainures hélicoïdales croisées. Ils pourraient, par exemple, être à l'inverse de la réalisation illustrée par les figures, les rainures devenant la surface active e la meule et les losanges devenant des évidements qui seraient alors discontinus.

La commande flexible 27 pourrait évidemment être remplacée par un câble flexible ou même un dispositif à un ou plusieurs cardans. Dans le cas de pièces à usiner de plus de 40 centimètres de longueur, on pourrait prévoir soit un équipage mobile avec plus de deux groupes de roues libres d'appui, soit plusieurs équipages pour mieux répartir la contre-pression sur le rouleau en cours d'usinage.

Son seulement, il n'est pas exclu que l'on puisse, dans certains cas, remplacer le mouvement de va-et vient de la meule par un mouvement de va- et-vient identique de la pièce en cours d'usinage, mais il est également possible de réaliser l'invention sans mouvement relatif autre que leur rotation.




 
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