<Desc/Clms Page number 1>
MEULE A BOISSEAU ET UTILISATION DE CELLE-CI
POUR LE MEULAGE ET LE POLISSAGE MECANIQUES DU VERRE La présente invention est relative A une meule boisseau présentant une couronne a flanc cylindrique, tronconique ou torique, garnie d'un revetement abrasif fixe sur la couronne de manière symétrique par rapport t l'axe de rotation de la meule.
Elle concerne également l'utilisation de cette meule pour le doucissage et le polissage mecaniques d'une surface plane en rotation d'un objet en verre, ladite meule Etant entraînée en rotation autour d'un axe éventuellement incline par rapport a l'axe de rotation de la surface.
Elle trouve sa principale application dans l'industrie du verre, la cristallisation et la manufacture d'objets céramiques.
La meule selon l'invention permet de parachever une surface de verre ou de matière minerale plus ou moins rugueuse ayant déjà subi une Operation prealable d'ébauche et/ou de taille, par laquelle on élimine les défauts les plus grossiers, tels les coups de lames, deviations ou défauts d'enlèvement du pontil s'il s'agit d'une pièce mouille.
On connaît des meules pour travail à sec comprenant un support constitué d'un disque d'acier dur garni d'un depot électrolytique diamantd presentant un aspect gaufre. 11 s'agit cependant de disques destines principalement au
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
tronçonnage. 115 sont utilises notamment dans le sciage de dalles de béton. Par les documents BE-A-829. 172 et BE-A-830. 948, on connaît aussi des meules de taillage et des meules segmentees destintes z l'ébauche et A l'adoucissage de côtes plates dans un objet en verre de petites surfaces de plaques de pierre ou de marbre. Elles permettent Egalement la realisation de chanfreins.
Par le document BE-A-905. 292, on connaît un procédé mécanique pour polir et/ou adoucir une surface plane d'un objet en verre entrainé en rotation autour d'un axe perpendiculaire a cette surface, à l'aide d'une couronne abrasive d'une meule rotative, en faisant tourner la couronne abrasive d'un axe décalé, par rapport a son axe géométrique d'une distance inferieure au rayon de la couronne, l'axe de rotation de la couronne étant parallele à son axe geométrique et à l'axe de rotation de la surface précitée.
Le balayage d'une meule rotative du type susdit sous pression constante le long d'une surface plane ou courbe d'un objet en verre, en cristal ou en matériau céramique tel qu'un verre à boire, un vase, un cendrier ou tout autre objet en matériau minéral présentant une surface plane ou à rayon de courbure de preference de plus d'un metre, procure un polissage parfait exempt de stries.
Si le grain est suffisamment fin, la meule restaure la brillance des surfaces d'objets en verre, en cristal ou matieres céramiques, devenues mates en raison d'une opération de meulage prealable. Elle presente cependant
<Desc/Clms Page number 3>
l'inconvenient de comprendre un bandeau de matière abrasive monté excentré sur la couronne de la meule à boisseau.
On connaît aussi par le document BE-A-08700437 un procédé pour polir mecaniquement une surface plane en rotation d' un objet en verre a l'aide d'une meule du type boisseau à flanc tronconique ou torique garnie d'un bandeau de matière abrasive et entraînée en rotation autour d'un axe inclin6 par rapport a l'axe de rotation de la surface, de manière a appliquer ladite meule le long d'une génératrice de contact, contre l'objet a polir, sous une pression appropriée et constante pendant la durée du meulage et/ou du polissage. Cette disposition permet de balayer chaque point de cette surface et de realiser une profondeur de passe bien définie.
Le flanc de la meule à boisseau est garni d'un bandeau amovible porté par un support de matériau elastique compressible, monté excentré par rapport à l'axe géométrique de la meule d'une distance inférieure au rayon moyen du flanc tronconique ou torique, l'axe de rotation du bandeau étant incline par rapport à son axe géométrique et par rapport à l'axe de rotation de la surface précitée. On engendre ainsi, le long de la génératrice de contact entre l'objet A polir et la meule, une surface restreinte de contact permettant pendant le polissage, un echauffement tres localisé à la surface du matériau A polir, soumis ainsi A une microfusion.
Ce procédé, comme le précédent, présente l'inconvénient de mettre en oeuvre un bandeau amovible de matigere abrasive
<Desc/Clms Page number 4>
mont6 excentre sur la couronne de la meule boisseau.
L'équilibrage de cette masse excentree par rapport ä l'axe de rotation de la meule, se réalise ä l'aide d'un balourd monté sur la meule. Lors de l'emploi de la meule et en raison de l'usure infligée au bandeau, l'équilibre se détériore progressivement et on observe l'apparition de vibrations de plus en plus gênantes.
La présente invention vise ä pallier ces inconvénients.
Elle propose une meule ä boisseau présentant une couronne cylindrique ou ä flanc tronconique ou torique, garni d' un revêtement fixé sur la couronne de manière symetrique par rapport ä l'axe de rotation de la meule, essentiellement caractérisée en ce que le revêtement abrasif presente des rainures.
Selon une particularité de l'invention, les rainures ont une largeur comprise entre 0, 5 ä 4 mm, de preference 2 mm et une profondeur de 0, 5 à 2 mm, de préférence 1 mm.
Dans une forme de réalisation particuliere, les rainures sont orthogonales entre elles et determinent des carrelets ayant environ 4 ä 12 mm de coté, de préférence 6 mm.
Les rainures ont avantageusement une largeur de 1 ä 3 mm, et une profondeur de 0, 5 ä 2 mm.
L'invention concerne egalement l'utilisation de la meule susdite pour le doucissage et le polissage mécaniques d' une surface plane ou sensiblement courbe dlun objet en verre.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans le cas d'une meule du type boisseau A flanc cylindrique, la meule est bien sûr entraînée en rotation autour d' un axe orthogonal par rapport A l'axe de rotation de la surface.
Par contre, si la meule présente un flanc tronconique ou torique, elle est entraînée en rotation autour d'un axe incliné par rapport a l'axe de rotation de la surface pour meuler et polir mécaniquement une surface sphérique, de manière à appliquer ladite meule le long d'une portion de surface de contact, contre l'objet a polir, sous une pression appropriée et constante pendant la durée du meulage et/ou du polissage.
0n fait tourner la meule A une vitesse habituelle de 1800 a 4000 t/min autour de son axe de symétrie.
L'invention permet de modifier sans frais l'équipement existant A ce jour pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus.
Le procédé de doucissage et/ou polissage mécanique selon l'invention se prete parfaitement A l'automatisation. 11 permet de combiner le dégrossissage, la taille et le polissage d'une surface en matériau mineral, ces diverses operations étant réparties soit sur diverses machines avec des organes de transfert d'une machine à l'autre, soit rassemblées sur une sule et même machine dans laquelle des stations de meulage sont disposées en série de façon à recevoir successivement l'objet à traiter. Les objets peuvent être charges en continu et les operations susdites peuvent être robotisées.
<Desc/Clms Page number 6>
La meule selon l'invention accélère l'accès au poli optique parfait par un procédé completement automatique, rendant possible la production machinale en série de surfaces de verre ou de cristal qui n'était jusqu'à présent accessible qu'aux procédés manuels et empiriques.
D'autres particularités at détails du procédé suivant l' invention, apparaîtront au cours de la description suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins schématiques ci-annexés.
Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en plan d'une meule a boiseau portant un bandeau annulaire diamanté parfaitement centré ; - la figure 2 est en vue en elevation montrant un dispositif de polissage mettant en oeuvre la meule A boisseau illus- trée à la figure 1 et munie d'un bandeau diamanté annulai- re parfaitement centré, cette figure montrant egalement un moteur à arbre flottant sur lequel est calée la meule ; - la figure 3 est une vue en plan semblable à celle de la figure 1, d'une seconde forme de réalisation d'une meule du type boisseau selon l'invention, présentant une surface sensiblement torique pour adoucir une surface courbe en verre à l'aide d'une meule torique, et - la figure 4 est une vue en plan du dispositif de polis- sage illustrée a la figure 2.
Dans ces différentes figures, les memes signes de référence désignent des elements identiques ou analogues.
Comme illustré à la figure l, la meule à boisseau désignée
<Desc/Clms Page number 7>
dans son ensemble par le signe de reference l presente une couronne cylindrique 2 garnie d'un revêtement abrasif 3 fixé par exemple par dépôt électrolytique, sur une face supérieure 4 de la couronne 2 susdite, de manière a former une surface abrasive annulaire, uniforme, disposee symetri- quement par rapport l'axe de rotation LL' de la meule 1.
L'invention consiste à avoir ménagé dans la partie abrasive de la couronne 2 d'une telle meule 1, une serie de rainures 5, destinées à faciliter l'arrosage. Dans une forme de realisation particuliere, les rainures 5 sont entrecroisées. Or de telles rainures 5 sont généralement prévues dans des meules 1 destinees aux opérations d'ébau- che d'une surface de matériau dur.
Les meules 1 destinées aux opérations de finition présentent généralement une surface abrasive homogene à grains fins ou à concretion diamantee à liant métallique ou resinoide fixes sur un support elastique tel que décrit dans le bre-
EMI7.1
vet europeen n 793027921.
Il est des lors inattendu qu'un revêtement abrasif gaufre fixé directement sur la couronne 2 de la meule à boisseau procure un fini de surface meilleur qu'un revêtement abrasif réparti uniformement sur la face superieure 4 de la couronne 2 susdite.
Selon une particularité de l'invention, les rainures 5 sont disposées symetriquement par rapport A l'axe de rotation LL' de la meule (1).
<Desc/Clms Page number 8>
Lorsque les rainures 5 sont orthogonales entre elles, elles déterminent des carrelets 12 ayant environ 5 a 10 mm de côté, de préférence 6 mm.
La partie abrasive de la meule consiste en une couronne diamantée 2 présentant une largeur comprise entre 10 et 40 mm, de préférence 30 mm, garnie de carrelets 12 entrecoupés par des rainures 5 entrecroisées, d'une largeur comprise entre 0, 5 et 4 mm, de preference 2 mm et une profondeur de 0, 5 à 2 mm, de preference 1 mm.
La meule selon l'invention est utilisee sur une machine du type MAXI-FLETTE R de la firme BIEBUYCK R comprenant une tête de préhension rotative 6 entraînée par un moteur 7 d'entraînement, un moyen d'amenée de la tete de prehension et d'un objet 7 vers la meule 1 entral- nee en rotation pour l'appliquer sur celle-ci sous une pression pneumatique appropriee et constante pendant la durée du meulage et/ou de polissage.
Dans ce but, la meule A boisseau est calee sur un arbre flottant 8 d'un moteur électrique 9, comme décrit dans le brevet belge NO 696. 828.
L'objet 7 presentant une surface 10 A traiter est agrippé dans un plateau de préhension 18 entrainé en rotation par un arbre 20 et un moteur 21, par exemple dans le sens de la flèche X, autour d'un axe de rotation SS'qui lui est perpendiculaire. Cette surface 10 est mise en contact parallelement a elle-même avec la face superieure 4 d'une couronne diamantée circulaire 2 d'une meule rotative, cette couronne 2 tournant autour de son axe géométrique LL'qui
<Desc/Clms Page number 9>
est parallele a l'axe SS' ou incliné par rapport à celui-ci.
La couronne 2 est animée d'un mouvement de rotation dans le sens de la flèche Y autour de son axe geometrique LL'. Les vitesses et les sens de rotation de la surface 10 et de la couronne diamantée 2 peuvent etre identiques ou differents.
La meule 1 selon l'invention peut également avoir une forme tronconique ou torique. Elle tourne alors autour d'un axe de rotation PP'incline d'un angle a par rapport à l'axe SS'. Les vitesses et les sens de rotation de la surface 10 et de la meule a boisseau à flanc tronconique ou torique peuvent être identiques ou différents (figure 3).
Comme le montre la figure 4, la surface 10 à traiter est constamment en contact avec le revetement abrasif 3 par une portion de surface de contact hachuree 11 qui traverse l' axe de rotation SS'de la surface 10.
La meule est soumise à un mouvement de balayage dans des directions perpendiculaires entre elles, de manière à couvrir toute la surface à polir. Ce balayage se fait sous arrosage intense. L'amplitude de chaque balayage est d'avoir 10 A 100 mm, de preference 40 mm. Ainsi chaque point de la surface 10 A traiter vient en contact avec la couronne 2 de la meule a boisseau, et ce grâce aux mouvements de rotation de la surface 10 et de la meule 1.
Une pression sensiblement constante est appliquée par la couronne diamantée 2 sur la surface 10 au cours du traitement de celle-ci. Cette pression constante est assuree par'l'arbre flottant 8 qui est soumis lui-même à une poussee exercée par un fluide comme décrit dans le brevet belge
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
n 696. 828.
La meule peut avoir un diamètre extérieur de 100 mm A 250 mm, de preference 150 mm.
Le revêtement abrasif 3 peut avoir une largeur de 10 à 40 mm, de preference 30 mm et un diamètre extbrieur DE de 150 mm et un diamètre Interieur de 90 mm environ.
Les performances des machines connues munies de meules selon l'invention sont accrues et les proprietes avantageuses préservées : 1) lubrification de la meule simplement à l'eau perdue, chargée d'additifs tels que tensio-actifs ou autres (bio-degradables), ce qui permet de grouper les sta- tions de dégrossissage, de taille et de polissage, à la limite dans une meme machine transfert sans danger de perturber les opérations d'aval par rapport aux opérations d'amont ; 2) absence de vibrations en raison d'un équilibrage par- fait de la meule et usure symétrique par rapport à l' axe de rotation ; 3) positionnement précis du verre par rapport à chaque meule, 4) contrôle rigoureux de la profondeur de passe de chaque station de travail ;
<Desc/Clms Page number 11>
5) éloignement micrométrique du verre par rapport à la meule et une réduction progressive de la pression de contact permettant le rodage final ; 6) régalage optimal du mouvement de va-et-vient, programmé en fonction de la surface à polir et de la vitesse de rotation de l'article à polir afin d'obtenir des surfaces géométriquement "parfaites".
Les résultats obtenus sur des surfaces en verre ou en cristal, brutes à tailler en surface plane (ou sphérique concave) dependent de la finesse du diamant utilise. Ainsi on peut mettre en oeuvre du diamant appartenant A l'une des classes suivantes :
15 - 30 microns 10-20 microns
6 - 12 microns
4 - 8 microns
3-6 microns Après polissage au cérium, les résultats des mesures de rugosité et de planéité obtenus sur un échantillon en cristal poli à l'aide d'une meule permettant une finesse de grain comprise entre 10-20 microns d'un diametre de 150 mm sont les suivants : - rugosité Ra (CLA) = 4 à 6 micro-inches, alors que le poli optique est de 1 micro-inch ; planéité de la surface de l'ordre de 0, 01 mm, donnée par le réglage de la machine.
Le lustrage A l'oxyde de cerium peut être applique direc-
<Desc/Clms Page number 12>
tement manuellement ou automatiquement.
11 est évident que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits ci-dessus et que ces details pourront être modifiés sans sortir du cadre de cette invention.