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BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX ROUES DE MEULAGE OU MEULES COMPOSITES, ET AUX METHODES D'ETABLISSEMENT DE CELLES - CI.
L'invention est relative aux roues abrasives et concerne en particulier les roues de meulage ou meules comportant une jante annulaire abrasive formée de grains abrasifs réunis par un rési- noide, et une partie centrale de support, non abrasive, essentiellement formée par une composition résinoïde, et la méthode de fabrication de ces objets.
Si une roue de meulage ou meule de ce genre doit être formée de grains de diamant, le coût de la matière abrasive nécessite l'emploi d'une disposition qui implique l'usage d'un support central non abrasif, de telle façon que les grains abrasifs puissent être utilisés au mieux dans la portion périphérique ou jante externe,
Une roue ou meule établie de manière analogue peut également être requise lorsque d'autres abrasifs couteux sont utilisés.
Ces roues ou meules sont particulièrement utiles comme roues ou meules de coupe ou comme scie--abrasives,requises pour couper di-
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vers types de métaux et d'alliages couteux et rares, avec un minimum de pertes, de même que pour couper ou meuler les surfaces de matières extrêmement dures, comme par exemple les aciers à outils à coupe rapide ou les outils de machines établis à l'aide de divers carburas métalliques durs, et analogues.
Par exemple,on a trouvé qu'il était nécessaire d'etablir une roue de meulage ou meule extrêmement mince, dont l'épaisseur n'est pas supérieure à 0,8 m/m pour découper ou scier des disques minces à l'extrémité d'une tige pleine, tels des disques de quartz employés dans le contrôle radiophonique, le tungstène, et d'autres substances de grande valeur et excessivement résistantes et diffieiles à travailler. Pareilles matières ne sont meulées qu'avec difficulté par les roues abrasives antériaurernent fabriquées. Ce@en- dant, elles peuvent être aisément travaillées à l'aide d'une roue ou meule composée de grains de diamant unis entre eux.
On a constaté toutefois que si l'on confectionne pareille roue de meulage ou meule à l'aide de grains de diamant réunis par un liant résinoYde (en conformité du processus général défini dans le brevet américain 1.981.970 du 27 novembre 1934) on rencontre certaines difficultés de fabrication en raison de l'extrême minceur de la partie centrale de la roue.
Comme il est décrit dans ce brevet, cette partie centrale est établie, en pressant tout d'abord à chaud une composition résinoîde pour former un corps moulé cmpact mais, dans le présent cas, en raison de la faible quantité de la matière de moulage granulaire nécessaire pour former un corps fondu dont la section est aussi mince, on a constaté qu'il était extr@mement difficiel de distribuer une aussi faible quantité de mélange de grains résinoldes d'une façon suffisamment uniforme dans la cavité du moule pour produire un produit moulé final d'épaisseur et de résistance uniformes.
En outre, ce problème de la distribution de la matière du corps central dans le moule de préformation a toujours été difficile à résoudre en pratique, soit pour la fabrication d'une roue mince ou pour la fabrication d'une roue épaisse, de sorte que l'invention décrite dans le présent mémoire s'applique également bien à la fabrication du corps de support cen-
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tral d'une roue de meulage ou meule plus épaisse, comportant des grains de diamant incorporés dans une couche périphérique étroite et dans laquelle il importe que la portion centrale de support présente les mêmes propriétés dans toute Son étendue.
Conformément, un objet de la présente invention est de prévoir une roue de meulage, ou meule composite très mince, qui est construite de manière à lui communiquer un haut degré de résistance mécanique, et qui est susceptible d'être aisément et économiquement fabriquée.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une méthode simple et-économique d'établissement d'une roue de meulage ou meule composite de ce genre, et qui possède les propriétés décri- to@.
Pour ces, et d'autres buts, comme il résultera de la description qui suit, l'invention consiste dans l'objet décrit et défini dans les revendications.
En se référant aux dessins qui illustrent un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels les mêmes caractères de référence désignent des parties semblables :
Fig. 1 est une vue en coupe transversale, à échelle agrandie, montrant une série de feuilles de fibres imprégnées d'un résinoïde, prêtes à être placées dans le moule de la roue ou meule pour établir le corps central de la roue ou Seule;
Fig. 2 est une coupe transversale schématique, à échelle agrandie, montrant les feuilles de fibres assemblées dans un moule, avec le liant et le mélange abrasif en place, et avec la presse et les éléments de moule associés prêts à presser la masse;
Fig. 3 est une vue en coupe transversale, analogue à celle de la fig. 2, illustrant d'une façon schématique lesdifférentes sections de la roue ou meule après qu'elles ont été pressées dans leur état final;
Fig. 4 est une vue en plan, sous forme schématique, de la roue de meulage ou meule terminée.
Conformément à l'invention, on établit une roue de meulage ou meule, comportant une jante ou portion périphérique externe
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abrasive formée de grains abrasifs unis par un résinoïde, et un support central non abrasif pour cette partie périphérique, formé par une structure lamellaire ou feuilletée associée à un liant résinoïde.
La jante ou portion périphérique abrasive peut être établie en une matière abrasive appropriée, comme par exemple des grains de diament, du carbure de silicium, de l'alumine cristalline ou des grains de carbure de bore, mélangés à et réunis par un liant résinoïde possédant les proprietés requises, dans lequel le mélange d'abrasif et de liant, et la partie centrale de la roue ou meule formée de matière fibreuse en feuille, sont ultérieurement pressés, de préférence d'une façon simultanée, bien que cette opération puisse être exécutée successivement sur les portions ou parties respectives, dans une presse à chaud, dans laquelle la totalité de la masse est soumise à des conditions de chaleur et de pression appropriées,
grâce à quoi la jante ou portion périphérique abrasive et le support central non abrasif sont serrés et unis en une structure de roue rigide, unitaire,possédant les caractéristiques abrasives et les dimensions requises, dans laquelle les liants résinoldes sont transformés en le produit final, infusible.
Le support de roue ou meule, central,est établi en un certain nombre de lamelles ou de couches de matière fibreuse en feuille, imprégnées d'un résinoïde approprié. Ces feuilles peuvent être confectionnées à l'aide d'un grand nombre de substances différentes, qui peuvent recevoir une structure telle qu'elles soient compressibles durant le moulage subséquent des parties abrasive et non abrasive de la roue entière, ou bien ces feuilles peuvent être établies à l'origine sous forme de corps plein et raisonnablement dense qui est capable de s'écouler dans les conditions @ du moulage ultérieur, appliquées ou employées durant le moulage de l'anneau abrasif externe, grâce à quoi les deux portions de la roue peuvent être simultanément amenées à ;former. ensemble une structure unitaire rigide.
Bien qu'une matière fibreuse quelconque appropriée et tout liant résinoïde approprié puissent être employés pour établir le support central, il est préférable d'utiliser des feuilles de papier ou de toile ou tissu, imprégnées de résine synthétique, de préférence du type phénolique, telle de la résine à
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base de formaldéhyde-phénol, Ainsi qu'il est bien connu, ces résines existent sous l'un ou l'autre des' deux états suivants, savoir : un état initial ou fusible, eu bien un état final ou état insoluble et infusible.
Dans son état initial, la résine constitue un liant fusible susceptible de réagir et,lorsqu'elle est convertie dans son état final infusible, par un procédé qui implique de la chaleur et de la pression, la résine sert à maintenir ou à assembler ensemble, sous forme d'un corps unitaire plein, dur, les ma-
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tièroo fibrousco avec lesquelles elle est associée.
Dans la réalisation illustrée dans le; dessin , les feuilles imprégnées de résinoïde sont établies de préférence à l'aide d'un corps ou structure compressible ou cellulaire d'une substance fibreuse appropriée, comme du carton de fibres, du carton de copeaux, du papier, du tissu ou analogues, dont les cellules sont par-
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GgrtGor d'un rouinotdo :('ur-3:i.- ble partiellement durci et, de préférence ,d'un résinoïde, phénolique, comme une bakélite fluide, Ce corps imprégné de résinoïde peut présenter toutes dimensions appropriées, mais il est de préférence constitué sous forme de plateaux ou disques très minces, analogues à des ronds de papier,de la matière en feuille imprégnée, de sorte que la largeur du corps de roue final peut être exactement
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uontr0l;ao Le résinotde qui out esrupluy3 puur 111l1n'Ó:;noy' eu oorpu fi- breux est d'ordinaire du genre d'un vernis ou d'une substance liquide, et il n'est pas durci à son état infusible final jusqu'au moment, ou jusqu'après le moulage des deux sections de la roue ou meule complète.
Ceci veut dire que la matière résinoïde est encore capable de devenir plastique et de couler par application de chaleur et de pression du fait qu'elle n'a pas été complètement amenée
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par réaction et maturation é. son état final, dur et lnXu:::!1IJll: Ceci est désirable à l'effet que les liants résinoïdes dans la par- tie périphérique ou jante annulaire abrasive et dans la portion tous deux centrale, puissent/en même temps être amenés par maturation, sous l'action de la chaleur et de la pression, à l'état final dur et infusible, et, par suite être obligés de s'écouler l'un dans l'au-
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tre en procurant un corps rigide intégralement unitaire, Il n'est toutefois pas essentiel que le liant et la substance d'imprégnation soient formés de la même matière,
car divers résinoïdes possèdent beacuoup de propriétés semblables et adhéreront les uns aux autres d'une manière suffisante pour les buts de la présente invention. Il est également possible d'établir préalablement le support central à l'aide de feuilles fibreuses, qui peuvent ou non être imprégnées à l'aide d'un résinoïde, les feuilles contigUes du support éant cimentées ensemble par une couche distincte d'un vernis résinoïde, durci, devenant suffisamment plastique de manière à couler légèrement,durant l'opération de moulage subséquente, dans les conditions auxquelles il est soumis dans la presse à chaud, et qui passe à l'état infusible final.
Il ressort actuellement de ce qui précède, que le support central de roue ou meule peut être constitué en employant ces feuilles très minces de substance résinoïde, l'opérateur pouvant placer dans le moule de la roue, empilées ou superposées, le nombre requis de ces feuilles pour former un centre de support de roue de l'épaisseur désirée. En utilisant cette matière, préalablement établie sous forme de feuilles conformées en plateaux ou disques minces, on obtient un centre de roue comportant une distribution uniforme du résinoïde et dont la résistance est par conséquent uniforme dans toutes les parties.
Il est également désirable que le corps fibreux imprégné de résinoïde présente sensiblement la même contraction sous l'action de la chaleur et de la pression que le liant et le mélange abrasif dans la partie abrasive externe, de manière que les deux sections puissent être pressées ensemble, d'une façon simultanée, dans une seule opération de moulage, en permettant par conséquent de simplifier la fabrication et de réduire les frais d'établissement de la roue ou meule.
Egalement, par l'emploi d'une telle matière en îeuille compressible, on évite dans une large mesure un écou. lement latéral de cette portion centrale non abrasive et le moulage de la roue est essentiellement assuré par la pression uniforme, appliquée verticalement durant le déplacement relatif des plateaux de presse, dans lequel la force ou la pression servant à comprimer
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le corps est appliquée sur la matière à mouler dans une large mesure suivant une direction verticale et parallèle à l'axe de la roue et, de ce fait,ne provoque pas le gauchissement de la jante ou le glissement du mélange abrasif dans cette jante dans une mesure appréciable,par écrasement radial de la structure feuilletée.
En se référant à la fig. 2 du dessin, qui illustre schématiquement le montage des parties essentielles du moule et de l'appareillage nécessaires pour établir la roue ou meule en une seule opération de pressage, le moule peut comprendre une bande annulaire 10 dans laquelle sont engagés les plateaux de moule annulaires inférieur et supérieur, 12 et 14, respectivement, entre lesquels est disposée la matière de la roue à mouler. Les plateaux 12 et 14 sont établis de manière à épouser étroitement l'intérieur de la bande de moule 10, et ils coulissent relativement à cette bande et relativement entre-eux, grâce à quoi ils peuvent servir à rendre compacte la matièro à mouler dans la mesure et dans la forme désirées.
Les plateaux de moule 12 et 14 sont pressés,par le dessus et par le dessous à l'aide des plateaux de presse usuels 16 et 18,d'une presse à chaud conventionnelle (non représentée), susceptible d'être déplacés relativement entre eux par la pression hydraulique, et chacun de ces plateaux comprend des.canaux appropriés 20, qui sont reliés d'une manière convenable, ainsi .qu'il est bien connu dans le métier, pour faire circuler alternativement de la vapeur et de l'eau froide dans ces canaux durant l'opération de moulage, dans le but de chauffer les plateaux à la température requise pour la conversion ou la transformation du résinolde, et les refroidir ultérieurement pour déterminer la prise du liant dans l'article moulé tandis que ce dernier est encore maintenu sous la.
pression des plateaux de la presse, Cet 'agencement de plateaux de moule et de presse out, naturellement, établi d'une manière appropriée dans une presse à chaud conventionnelle du type hydraulique ou autre (non représentée), dans le but de rapprocher les organes, ainsi qu'on le comprendra aisément et qu'il est d'usage de le faire dans le métier.
Si la roue doit' comprendre une ouverture ou un trou
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central, un arbre ou un noyau en fer, 22, de dimensions convena- bles, est naturellement monté dans le trou central des plateaux de moule 12 et 14, et introduit dans les ouvertures centrales des disques de fibre, afin d'empêcher la déformation de la matière lorsqu'elle est soumise à la pression de moulage.
A l'effet d'établir une roue ou meule abrasive conforme à l'invention, un nombre convenable de feuilles fibreuses impré- gnées de résinoYde, 24, comme représenté dans la fig. 1, sont réu- nies dans la cavité de moule autour de l'arbre central 22. Ces feuilles auront naturellement été découpées par poinçonnage à la seront forme requise de disques, et/pourvues de l'ouverture centrale néces- saire 26, d'une grandeur appropriée pour a'adapter à l'arbre 32 et pour monter la roue ou meule complétée sur un arbre.
L'espace de moule annulaire, compris entre le bord ex- terne des feuilles imprégnées de résinoïde et la paroi du moule, est alors rempli d'une quantité. mesurée d'un mélange approprié de matière abrasive et de liant résinolde pour former la jante ou por- tion périphérique annulaire, abrasive, 28. Ce mélange est confec- tionné conformément aux données usuelles et, si des diamants sont employés comme matière abrasive, on peut par exemple utiliser 50 parties en volume de matière granulaire avec 50 parties en volume dtun liant résinoYde approprié. Des proportions convenables seront, naturellement, employées pour obtenir la densité désirée ou la structure désirée de cette partie abrasive.
Les proportions de dia- mant et de liant indiquées plus haut donnent une roue ou meule de densité maximum, dans laquelle les espaces libres ou pores entre les grains sont remplis, et le corps obtenu est en substance non poreux. Egalement, si on le désire, on peut substituer d'autres types de matières abrasives oude matières inertes granulaires, de l'alumine comme du carbure de silicium,/cristalline, du carbure de bore, ou du quartz, à une partie des grains de diamant dans la portion abra- sive de la roue ou meule.
D'une façon analogue, l'une quelconque de ces matières granulaires peut elle-même être utilisée seule ou en mélange avec des matières de remplissage, dans cette zone abra- sive, étant entendu que la nature abrasive de cette jante ou por-
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tion périphérique externe dépendra du type ou du gunru de matière utilisé, et que l'invention n'est pas limitée à une substance abrasive particulière quelconque.
Comme il est indiqué plus haut, la matière abrasive et le liant,dans la portion formant jante ou périphérique, 28, seront constituée de telle façon que cette jante abrasive 28 et la portion centrale non abrasive 24 seront toutes deux comprimées à un degré convenable lorsqu'elles seront pressées simultanément entre les plateaux 12 et 14. Si les deux matières ont le -même degré de compressibilité, l'épaisseur de l'ensemble feuilleté et la hauteur du niveau du remplissage de matière abrasive dans la zone annulaire, seront les mêmes préalablement au pressage.
Ceci est considéré comme préférable et s'obtient en utilisant pour les feuilles de la structure lamollaire un papier imprégné d'un résinoïde phénolique possédant une structure cellulaire, dans laquelle les cellules sont compressibles dans la même mesure que le mélange abrasif de la jante dans son état de tassement ou de serrage final. En conséquence, lorsqu'il sont soumis à la pression, les deux corps seront pressés dans un état très dense et amenés à s'écouler suffisamment, en direction latérale,en sorte de formerun joint intégral et de s'unir complètement en formant une .structure de roue unitaire rigide.
Pour le résinolde, on peut employer un produit de condensation phénolique, tel que formé par la réaction de phénol et de formaldéhy- de, ou celui obtenu à l'aide de leurs homologues. Ceci s'applique tant au liant pour la matière abrasive qu'à la matière résineuse d'imprégnation des feuilles fibreuses. D'une manière analogue, on peut utiliser d'autres résinoYdes bien connus, du genre de l'anhydre furfurale , ou d'autres substances résinoïdes qui sont devenues bien eonnues dans l'art du moulage et sont applicables à la fabri- cation de la portion centrale non abrasive de la roue ou meule, ou pour la confection du liant de la portion abrasive.
S'il est désirable de rendre plus rigide ou de renforcer la portion centrale de la.roue ou meule, la couche la plus centrale, 30, de matière en feuille imprégnée 24, comme représenté dans
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la fig. 1, peut être remplacée par un disque ou plateau de métal en feuille mince, perforé,31,qui peut être convenablement conformé pour le but envisagé. La fig. 5 montre le disque ou plateau métal- lique assemblé avec une seule'feuille de papier imprégnée de rési- ne 24 sur chacun de ses eûtes, mais bien entendu un nombre quelcon- que de ces feuilles peut être utilisé.
Lors de l'application de la pression de moulage, l'assemblage des feuilles et du disque ou' plateau de métal 31; qui est interposé dans la zone céntrale, sera comprimé de telle façon que la matière res inonde s'écoulera à travers les perforations 32 du disque ou plateau de métal pour en former une structure dont les éléments sont reliés entre eux, dans laquelle le disque conconre à empêcher le gauchissement de la roue ou meule et sert à renforcer ou raidir cette dernière.
Bien que l'invention, telle que décrite et illustrée dans le présent mémoire, est particulièrement propre à être employée con- jointement avec des méthodes de moulage de roues ou'meules abrasives très minces, il doit être entendu que ses nouvelles caractéristi- '.;Lues trouvent leur application dans la fabrication de roues ou meu- les abrasives composites de forte épaisseur, dans lesquelles un sup- port central non abrasif est nécessaire, et les revendications se- ront interprétées conformément.
Il est également à noter que des feuilles épaisses de fibres ou de tissus imprégnés de résinolde peuvent être utilisées pour établir une roue ou meule, auquel cas le support peut être for- mé d'une ou d'un certain nombre de feuilles suivant lesdésirs. Egalement,les roues ou meules peuvent recevoir les conformations exi- gées, par exemple celle d'une coupelle à faces inclinées ou droites, dans laquelle le fond peut être considéré comme le support central tel que décrit dans le présent mémoire.
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