OUTIL ROTATIF POUR FACONNER LES FACES DE PAREMENT D'UNMATERIAU PIERREUX.
La présente invention est relative à un outil rotatif pour façonner les faces de parement'd'un matériau pierreux. Elle concerne en particulier une fraise à gradiner à une cote déterminée ou à sclyper suivant un nombre déterminé de traits lesdites faces, de manière à leur conférer une surface rugueuse rainurée de cote déterminée.
Elle trouve sa principale application dans le gradinage ou le sclypage de pierres naturelles destinées à la construction, en particulier au recouvrement des façades d'immeubles ou des ouvrages de construction civile ainsi qu'au garnissage de murs ou de colonnes intérieures qui procure des effets esthétiques appréciées et assure une acoustique excellente. Dans ce but les pierres sont débitées sous forme de dalles de marches d'escalier, d'éléments de façade ou de plaques d'une épaisseur de 30 à 100 mm et plus.
Les pierres naturelles les plus employées et les plus prisées sont la pierre bleue de Tournai ou la pierre bleue de Soignies, toutes deux appelées Petit Granit Belge, les pierres calcaires, les marbres, les grès et les schistes durs.
Un classement des diverses tailles du Petit Granit Belge a été établi par le Centre Scientifique et Technique de la construction et publiée dans la Revue "Hainaut Economique" en juin 1962.
Ce classement distingue vingt échantillons dont entre autres :
- le gradiné à 10 traits par dm ;
- le sclypé à 10-12-15 et 20 stries par dm ;
le ciselé à 10-12-15-20 et 25 coups par dm ;
- le ciselé en oblique à 10-12-15-20 et 25 coups par dm ;
- le ciselé en damier (taille cathédrale ou mosaîque).
L'outil le plus ancien pour dresser et façonner la pierre bleue et le marbre par gravage d'une série de traits parallèles à fond creux de côte bien précise est le ciseau du marbrier. Il permet de réaliser des ciselures à fond creux unis blanchâtre bordés par des faces latérales rugueuses de tonalité foncée le long desquelles la pierre est éclatée.
Le sclypage est une forme de façonnage des faces de parement d'une pierre, différente du ciselage dans le sens que le fond des rainures se réduit à un trait rectiligne de moins d'un millimètre de large, bordé de faces latérales rugueuses résultant de l'éclatement de la pierre.
Le ciseau artisanal a été remplacé par un outil rotatif constitué d'un disque d'acier rapide d'un diamètre de 15 à 20 cm dont l'âme a une épaisseur de 10 mm environ, portant sur la periphérie une bride d'épaisseur constante comprise entre 1 et 6 mm.
Sur le pourtour de la bride sont brasés dans un même plan, à intervalles réguliers, une série de segments distincts polyédriques en carbure de tungstène séparés entre eux d'une distance déterminée, le plus souvent supérieure à leur longueur. Les segments sont déposés de manière à présenter une arête périphérique parallèle à l'axe de rotation de la meule et des faces périphériques orthogonales entre elles et inclinées par rapport au plan tangent à la surface cylindrique de la bride.
Généralement trois à huit outils rotatifs sont disposés sur un même arbre selon la côte du ciselage ou de sclypage, de manière à pouvoir balayer en une seule passe une bande de largeur constante o
quelque soit la cote.
Les machines utilisées sont des tables de surfaçage constituées d'un portique se déplaçant à chaque fois d'une distance correspondant à la largeur de la bande de dressage ou façonnage permis par la machine, et un chariot porte-broche qui défile à une vitesse déterminée de manière à entrainer la tête portant sur les trois à huit outils rotatifs susdits le long de la bande à dresser ou façonner.
La pression exercée sur la tête est assez importante de sorte que les portiques et les montants doivent assurer une rigidité optimale.
Le fonctionnement de ces machines est très bruyant et ce, même pour une capacité maximale n'atteignant que 5.5 à 6 m pour une période de fonctionnement de 8 heures, donc moins d'un mètre carré par heure.
Les outils utilisés exigent de plus un affûtage fréquent des plaquettes de carbure de tungstène après 4 à 5 m déjà.
Dans le cas du gradinage, ces outils doivent être chacun suivis d'un second outil constitué d'un disque de meulage destiné à ébaucher les fonds des rainures de manière à graver dans ces fonds un trait blanchâtre de largeur déterminée qui contraste avec les facettes éclatées de tonalité foncée des parois latérales des rainures, ce qui confère à la pierre un aspect esthétique particulier.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients susdits. Elle propose un outil rotatif particulièrement adapté pour réaliser le façonnage de pierres dures à l'aide d'un seul outil.
L'outil permet au moins de décupler les vitesses de travail et est beaucoup moins bruyant que les fraises à ciseler connues.
La durée de vie est de plus de 200 m .
L'outil a l'avantage de réduire considérablement les temps d'arrêts qu'imposent les changements d'outil en vue de leur affûtage ou de leur remplacement, du fait que ces changements sont beaucoup moins fréquents.
L'outil rotatif pour façonner les faces de parement d'un matériau pierreux , en particulier à une fraise à gradiner à une cote déterminée ou à sclyper suivant un nombre déterminé de traits, lesdites faces, de manière à leur conférer une surface rugueuse rainurée de cote déterminée est essentiellement caractérisé en ce' qu'il comprend un disque rigide présentant un bord périphérique d'épaisseur déterminée suivant la cote souhaitée, dans lequel sont ménagées à intervalles réguliers des échancrures dans lesquelles sont logées des plaquettes prismatiques abrasives disposées en retrait par rapport à une surface active du bord périphérique du disque et séparées entre elles par des arcs de cercles égaux couverts d'une couche homogène de concrétion abrasive formant ladite surface active.
Selon une particularité de l'invention, les plaquettes abrasives sont logées dans les échancrures de manière à présenter un retrait de cinq dixièmes de millimètre par rapport à la couche abrasive qui couvre la périphérique des arcs de cercles du disque séparant lesdites échancrures.
Dans une forme de réalisation particulière, la couche de grains abrasifs est une couche de concrétion diamantée déposée par électrolyse.
L'épaisseur de la couche de concrétion diamantée est d'environ 0.95 mm.
Les plaquettes abrasives présentent avantageusement des faces latérales évasées vers l'arrière par rapport au sens de coupe, de manière à leur permettre d'élargir le sillon ébauché par meulage au moyen de la concrétion abrasive à la périphérie du du disque.
Ces plaquettes abrasives sont de préférence des troncs de prismes présentant une base trapézoïdale sensiblement parallèle, disposée en retrait de 0.5 mm par rapport au bord périphérique de l'outil.
Dans une forme de réalisation préférée, l'outil abrasif présente un diamètre de 180 mm et comporte 8 à 20 plaquettes, de préférence 12 plaquettes réparties sur la périphérie du disque couverte de grains abrasifs.
Ces particularités et détails de l'invention et bien d'autres, apparaîtront au cours de la description détaillée suivante faisant référence aux dessins ci-annexés illustrant à titre d'exemples deux formes de réalisation particulière de l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un outil à gradiner selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de bout de l'outil illustré à la figure 1 ;
- les figures 3 à 5 sont des vues en élévation latérale, de bout et en coupe axiale partielle d'un outil à sclyper selon l'invention.
Dans ces figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Comme illustré à la figure 1, l'outil rotatif selon l'invention, désigné dans son ensemble par le signe de référence 1 et destiné à gradiner les faces de parement d'un matériau pierreux à un nombre de coups déterminé, comprend un dique rigide 2, en acier d'environ 4 à 15 mm d'épaisseur, présentant un bord périphérique d'épaisseur déterminée adaptée à la cote souhaitée pour la taille, traditionnellement fixée à 10, 12, 15,
20 et 25 coups par décimètre.
Le long du bord périphérique 3 du disque 2 sont ménagées, à intervalles réguliers, des échancrures rectangulaires 4 de 5 à 15 mm de côté, dans lesquelles sont logées des plaquettes prismatiques abrasives 5, disposées avec un retrait d'environ cinq dixièmes de millimètre par rapport à une surface active du bord périphérique 3 du disque 2.
Ces échancrures 4 sont séparées entre elles par des arcs de cercles égaux 6. Ces arcs de cercles 6 sont couverts d'une couche homogène de concrétion abrasive 7 apportée par exemple par électrolyse, lorsqu'il s'agit d'une concrétion diamantée.
L'épaisseur de la concrétion diamantée est alors d'environ 0,95 mm.
La vue en coupe axiale de l'outil illustré à la figure 2 montre que les plaquettes abrasives 5 sont des troncs de prismes droits dont la base est un trapèze isocèle parallèle au plan tangent au bord périphérique fictif de l'outil 1 au droit de l'échancrure 4.
Les troncs de prismes présentent des faces latérales 12 évasées vers l'arrière par rapport au sens de coupe. Ces faces évasées sont destinées à élargir le sillon ébauché par moulage au moyen de la concrétion diamantée 7 qui couvre le bord périphérique 3 de l'outil
1.
L'outil rotatif présente avantageusement un diamètre de 180 mm et comporte 8 à 20 plaquettes 5 de préférence 12 plaquettes réparties sur la périphérie du disque couverte de grains abrasifs 7.
La combinaison dans un même outil de deux éléments de coupe différents, à savoir une meule abrasive droite ou profilée et une couronne garnie de segments ou plaquettes abrasifs procure un outil spécifique pour la taille de la pierre capable de performances inégalées.
L'efficacité de l'outil permet en effet de réduire sensiblement les efforts à mettre en jeu pour strier la pierre. Il devient ainsi possible de disposer sur un même arbre d'une tête d'une machine de surfaçage à portique, jusqu'à quarante outils rotatifs que l'on entraîne simultanément alors que ce nombre est limité à trois pour les fraises à ciseler au carbure de tungstène. En outre, la vitesse d'avancement de l'outil peut être sensiblement augmentée. On parvient ainsi à traiter jusqu'à 20 m sans interruption des opérations puisque il n'est pas nécessaire de réaffûter l'outil.
Dans une seconde forme de réalisation, l'outil suivant l'invention est constitué d'un disque rigide 2 plein en acier, d'une épaisseur d'environ 5 mm et portant à sa périphérie une bride annulaire profilé 8 en biseau et pourvue à intervalles réguliers d'une série d'échancrures 4 distinctes dans lesquelles sont logées des plaquettes abrasives 5, les échancrures 4 étant séparées entre elles par des secteurs circulaires égaux 9 du disque et de la bride susdites couvrant les faces biseautées 10 de grains abrasifs.
La bride annulaire 8 a une largeur d'environ
10 mm et une épaisseur d'environ 5 mm.
Les plaquettes abrasives 5 sont avantageusement des prismes droits ayant une base trapézoïdale 11 orientée de manière à présenter des faces latérales 12 évasées vers l'arrière par rapport au sens de rotation de l'outil. Ce prisme présente une face d'attaque radiale d'environ 1,5 mm de large et 6 mm de hauteur et une face postérieure de même hauteur et d'environ 3 mm de large.
Les arêtes latérales inférieures des plaquettes constituent des éléments de coupe qui burinent et élargissent le sillon ébauché par la concrétion abrasive du profil en forme de biseau de l'outil abrasif susdit.
La concrétion abrasive du bord périphérique de l'outil doit enlever en une seule passe une quantité de matière suffisante de matériau pierreux que pour ménager dans celui-ci une rainure de profondeur suffisante. Le fond des rainures acquiert une tonalité blanchâtre due au meulage de la couche de concrétion abrasive.
Ces parois latérales des rainures ont par contre un aspect vif dû à l'éclatement de la pierre dû au burinage desdites parois latérales des rainures par les faces évasées des plaquettes abrasives. On forme ainsi sur la face de parement de la pierre, un ensemble de stries parallèles dont le fond est constitué d'un trait gravé à une profondeur d'environ un millimètre et bordé par des parois latérales à rebords ébréchés dont la tonalité foncée contraste avec la teinte claire du trait gravé.
REVENDICATIONS
1. Outil rotatif (1) pour façonner les faces de
parement d'un matériau pierreux, en particulier une fraise à gradiner à une cote déterminée ou à sclyper suivant un nombre déterminé de traits de profondeur déterminée, lesdites faces, de manière à leur conférer une surface rugueuse rainurée de cote déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un disque rigide (2) présentant un bord périphérique d'épaisseur déterminée suivant la cote souhaitée, dans lequel sont ménagées à intervalles réguliers des échancrures (4) dans lesquelles sont logées des plaquettes prismatiques abrasives (5) disposées en retrait par rapport à une surface active du bord périphérique (3) du disque (2) et séparées entre elles par des arcs de cercles égaux (6) couverts d'une couche homogène abrasive (7) formant ladite surface active.