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La présente invention concerne un procédé de fabrication des aiguilles de phonographe et articles similaires et se rapporte plus particulièrement au fa- çonnage de leur pointe.
Les disques de phonographe du type microsillon sont actuellement bien connus et leur utilisation nécessite l'emploi d'une aiguille présentant habituel- lement une pointe partiellement sphérique de 25 de rayon. Dans le cas de dis- ques stéréophoniques à pistes complexes, une aiguille à pointe semblable, plus petite est nécessaire, ,par exemple une aiguille à pointe sphérique de 6,5 de ray- on.
La surface de l'aiguille de reproduction doit être fortement polie et il est souhaitable, bien entendu, que de telles aiguilles puissent être fabriquées en quantités comparativement grandes avec une tolérance de 0,5 et ce à un prix com- parativement bas,
Habituellement les aiguilles de reproduction doivent être extrêmement dures afin de résister aux abrasifs et autre usure provoquée seulement par la ma- tière du disque mais aussi par des particules de corps dur, tel que la silice, qui peuvent être incorporées dans les sillons du disque.
La matière la plus satisfai- sante pour la fabrication des aiguilles de reproduction est le diamant, bien que d'autres pierres naturelles ou synthétiques,comme le saphir, puissent aussi être employées, en combinaison avec d'autres corps durs, tels que les carbures de tung- stène ou de bore, etc...On peut fabriquer ce genre d'aiguilles dans un éclat de diamant d'environ 0,5 mm. (ou 1/50") de long et de 0,25 mm2 (ou 1/100") de sec- tion que l'on brase à l'extrémité d'une tige de métal servant de support à cet éclat.
Ordinairement, les aiguilles de reproduction préparées à partir de telles matières dures sont munies d'une extrémité conique. Une fois cette extré- mité obtenue par un procédé adéquat, tel que le meulage, il est nécessaire de pré- voir sur cette extrémité conique une pointe de forme désirée, par exemple une pointe partiellement sphérique dont le rayon est identique au rayon précité'. Le choix d'un rayon de la dimension précitée pour les disques stéréophoniques fait naître des difficultés considérables au cours de la fabrication. Un procédé de façonnage de pointes ayant un rayon de la dimension'précitée consiste à polir ou à meuler la pointe en utilisant des polissoirs durs ou doux chargés d'une poudre de diamant finement divisée et en faisant osciller l'aiguille autour du centre du rayon pendant la rotation de cette aiguille.
Bien qu'une telle méthode soit théo- riquement correcte, sa mise en pratique est difficilement réalisable, en parti- culier lorsqu'on se rend compte qu'en vue de produire une pointe ayant un rayon de la dimension précitée, il est nécessaire de faire osciller l'aiguille, pendant la rotation de cette dernièreà un point distant de 0,0065 mm. (ou 0,00026 pou- ce) de la surface de polissage.
La surface de polissage et l'aiguille doivent ê- tre exemptes de mouvements parasites et il est souhaitable que l'aiguille traver- se la surface de polissage au coursde l'opération. De plus, afin d'obtenir le degré de précision requis, ainsi que le poli indispensable à la surface de l'ai- guille, un grand nombre d'oscillations est nécessaire, non seulement pour les rai- sons données ci-avant, mais également pour éliminer la possibilité de formation de plats ou de creux locaux dans la surface de l'aiguille. Des difficultés simi- laires se présentent également dans la fabrication des aiguilles pour disques mi- crosillons dont la pointe partiellement sphérique doit avoir un rayon de 25 .
Les mêmes difficultés sont rencontrées également dans la fabrication d'articles semblables aux aiguilles de phonographe, tels que les rubis pour'pivots et autres.
Le but de la présente invention est de prévoir un procédé perfection- né de façonnage des pointes d'aiguilles'de phonographe.
Conformément à une caractéristique de l'invention, on a prévu un pro- cédé pour le façonnage de la pointe d'une aiguille de phonographe ou article si- milaire, qui comprend la rotation de l'aiguille ou autre, sur son axe, en même temps qu'une projection d'un jet de particules abrasives sur cette pointe.
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L'invention est particulièrement appropriée au façonnage d'une pointe de forme partiellement sphérique sur une aiguille de phonographe ou autre présen- tant une extrémité conique et consiste suivant une autre particularité de l'inven- tion, à faire tourner l'aiguille ou autre sur son axe et à disposer l'extrémité de telle sorte qu'elle se trouve dans la trajectoire des particules abrasives qui sont projetées sur cette extrémité de l'aiguille ou autre de manière à conférer à cette pointe une forme partiellement sphérique. Avec une telle méthode, la poin- te est façonnée par le jet répété d'un très grand nombre de particules indépendan- tes qui opérent dans une zone située autour de la pointe, et d'une manière complè- tement désordonnée à l'intérieur de cette zone.
Afin de façonner une pointe de forme partiellement sphérique présen- tant le rayon désiré, l'extrémité conique doit avoir une pointe aiguë. Néanmoins, on a constaté que la fabrication d'une pointe aiguë pose de sérieux problèmes.
En effet, la partie extrême de la pointe se brise aisément lorsqu'on applique des méthodes classiques de polissage faisant usage d'un disque chargé de diamant.
Cette rupture caractéristique a peu d'importance lorsque des rayons relativement grands sont nécessités. Il suffit uniquement de s'assurer que la troncature du cône attribuable à cette rupture est telle qu'elle permet de produi- re le rayon. Il est cependant difficile, même avec les perfectionnements appor- tés aux procédés de polissage classiques de s'assurer que le degré de troncature est suffisamment petit pour être inclus en juste proportion dans le rayon désiré.
Toutefois, on obtient assez facilement des pointes coniques, à condition de tolé- rer un important degré de troncature. Par exemple, on prépare sans difficulté une pointe conique dont l'angle est de 40 à 50 et dont une extrémité brisée ir- régulièrement à un diamètre de 0,025 mm à 0,050 mm (ou 0,01 à 0,002 pouce).
La présente invention peut être appliquée en vue de former une pointe aiguë et, conformément à une autre caractéristique de l'invention, on prévoit un procédé de façonnage de l'extrémité d'une aiguille de phonographe ou autre.9 qui comprend la rotation sur son axe de l'aiguille ou autre présentant une forme coni- que, en même temps qu'une projection d'un jet de particules sur cette extrémité de manière à produire une pointe aiguë sur cette dernière. Subséquemment, on peut disposer cette pointe sous un jet de particules abrasives de façon à lui donner le rayon désiré, au besoin de 6 . De préférence, les particules abrasives pré- citées sont contenues dans un milieu liquide.
L'invention prévoit également un appareil approprié à la mise en oeu- vre des procédés conformes à l'invention.
La présente invention est décrite en détail ci-après avec références aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement en élévation latérale et par- tiellement en coupe l'appareil utilisé pour la mise en oeuvre de la méthode con- forme à l'invention.
Les figures 2, 3, et 4 sont des graphiques explicatifs.
La figure 5 est une élévation latérale partiellement en coupe d'une forme modifiée de l'appareil approprié à la mise en oeuvre de la méthode conforme à l'invention.
La figure 6 est une vue en plan de l'appareil permettant de réaliser la pointe aiguë d'une aiguille de phonographe ou autre.
La figure 7 est une vue agrandie partiellement séparée d'une partie de l'appareil représenté dans la figure 6.
La figure 8 est une vue en coupe transversale prise le long de la li- gne 8-8 de la figure 6.
Comme exposé ci-avant, la méthode de façonnage de la pointe d'une ai- guille de phonographe conforme à l'invention consiste à faire tourner l'aiguille
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sur son axe et à projeter, en même temps, un jet de particules abrasives sur la pointe. L'appareil approprié à la mise en oeuvre de l'invention est représenté dans la figure 1. L'invention est particulièrement adaptée au façonnage d'une poin te de forme partiellement sphérique, comme représenté dans la figure 2 des dessins, bien qu'elle puisse être utilisée, tel que décrit ci-après, à la préparation de pointes présentant les formes indiquées dans les figures 3 et 4 ou encore à la formation d'une pointe aiguë sur une aiguille.
En vue de façonner une pointe en partie sphérique présentant le rayon précité, l'aiguille 21 , comme indiqué dans la figure 2, est disposée radialement par rapport à la trajectoire d'un jet rotatoire de particules abrasives, tel que le montre la flèche 23, le jet se déplaçant dans le sens de la flèche 24 ou dans le sens inverse. Cette action réduit la pointe'aiguë sur l'extrémité conique 21 représentée dans la figure 2, en une pointe ayant une forme partiellement sphéri- que 22.
L'appareil représenté dans la figure 1 comporte un socle 1 présentant une colonne 2. On a fixé sur le socle 1, un moteur 3 dont l'arbre est muni d'un récipient 4 conçu en matériau approprié, par exemple en acier inoxydable, le côté 5 du récipient étant représenté en substance en coupe latérale semi-circulaire com- me indiqué. Le récipient 4 peut avoir un diamètre d'environ 75 mm. (ou 3 pouces) et le côté 5 ... un rayon intérieur d'environ 12 mm. (ou 5 1/2 pouces). Ce réci- pient peut tourner à une vitesse comprise entre 1000 et 6000 tours/minute, bien que d'autres vitesses soient appropriées. Toutefois, le coté du récipient peut présenter la forme montrée dans la figure 8, dont il est fait mention ci-après.
On a fixé d'une manière réglable sur la colonne 2, un manchon 6 qui comprend un . bras 7 sous lequel est adaptée une glissière réglable 8 incorporant un support 9 pour les paliers 10 dans lesquels tourne l'arbre 11. Ce dernier est muni, à l'une de ses extrémités, d'un mandrin ou autre dispositif approprié destiné à serrer une aiguille de diamant 12. L'arbre 11 est disposé obliquement par rap- port à l'axe du récipient 4 de sorte que l'aiguille 12 peut être amenée dans la cavité que forme le côté 5 du récipient 4. A l'extrémité de l'arbre 11, éloignée de l'aiguille 12, on a fixé une poulie 13 reliée par une courroie 14 à une poulie 15 commandée par un moteur électrique 16. Ce dernier est monté sur un manchon 17 fixé également de façon règlable sur la colonne 2.
Un arbre fileté 18, qui peut être actionné manuellement par une poignée 19 est disposé dans la glissière 8 de sorte que l'aiguille 12 peut être introduite et retirée de la cavité pratiquée dans le côté 5 du récipient 4.
De préférence, le support 9 est monté également à l'extrémité infé- rieure d'une applique 20 saillant de la glissière 8. L'aiguille 12 est soumise à 1 action abrasive de la poudre de diamant contenue dans le récipient 4, les particules de poudre, d'une dimension appropriée, telle que 4 à 6 , étant main- tenues en suspension dans un liquide approprié. Lorsque le récipient tourne à la vitesse élevée précitée, la force centrifuge contraint la poudre en suspension dans le liquide à pénétrer dans la cavité prévue dans le côté 5 du récipient; on a constaté qu'une quantité de mélange poudre-liquide, suffisante pour remplir approximativement les deux tiers de la contenance de la cavité, était appropriée.
Le moteur 16 fait tourner l'aiguille 12 à une vitesse d'environ 200 à 500 tours/minute (bien qu'on ait constaté que d'autres vitesses peuvent être désirées), de sorte qu'au cours de la rotation du récipient 4 et de l'aiguille 12, cette dernière est soumise à l'action d'un jet de particules abrasives conte- nues dans le li quide.
Avant d'être façonnée suivant une méthode conforme à l'invention, une extrémité de l'aiguille 12 est réduite (par exemple par meulage) en un cône présentant un angle d'environ 50 et muni d'une pointe aiguë. Cette opération est réalisée lorsque la pointe d'une telle aiguille est placée comme indiqué dans la figure 2 et soumise à l'action d'un jet de particules abrasives afin que la pointe soit réduite en une pointe sphérique ayant un rayon de la dimension indi-
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quée. Le mélange poudre-liquide dans le récipient 4 se déplace à une grande vites- se et lorsque l'aiguille de diamant est disposée dans la trajectoire des particu- les mobiles, elle est bombardée et usée par les particules de diamant en suspen- sion, qui, lors de leur impact avec l'aiguille, sont déviées latéralement et usent la pointe par abrasion.
Comme de tels impacts et usures par abrasion se produi- sent par milliers, il s'ensuit que cet effet combiné entraîne un polissage de la surface et agrandit progressivement le rayon de la pointe. En maintenant en sub- stance constante la période d'abrasion et les autres paramètres, il est possible, après essai convenable, de produire des aiguilles avec pointe sphérique arrondie suivant un rayon désiré, en restant dans la tolérance précitée.
Bien entendu, il est souhaitable d'utiliser comme liquide dans lequel les particules abrasives sont en suspension, un liquide de densité appropriée, afin d'éviter un degré de séparation substantiel des particules et du liquide au cours de la rotation du récipient.
Un liquide approprié est la glycèrine dont la densité est de 2,8 com- parée à la densité du diamant qui est de 3,5. Les densités et quantités relati- ves de glycèrine ou autre liquide ainsi que celle de la poudre de diamant ou au- tres particules abrasive doivent être telles qu'avec la vitesse de rotation du ré- cipient, la trace qui se forme inévitablement dans la masse de la matière en ro- tation à la suite de la pointe, disparaisse au cours d'une révolution et, de pré- férence, à un point situé à partir de la pointe à une distance égale au quart ou à la moitié de la circonférence du récipient.
Un ne lange approprié de poudre de diamant et de glycérine pour un récipient ayant les dimensions précitées consiste en 1,5 cc de glycérine et 2 grammes de poudre de diamant ayant une grosseur de grain de 6 à 12 . Le récipient renfermant ce mélange tourne- à 3000 tours/mi- nute et l'aiguille à 200-300 tours/minute.
En opérant sur une aiguille de diamant à pointe aigiie, on a constaté que la pointe peut être réduite sous l'action de la poudre de diamant en une poin- te partiellement sphérique de 6,,(4-environ de rayon, en une minute et demie. En 4 à 5 minutes environ, on obtient une pointe de diamant de 25 de rayon. Si l'aiguille est en saphir, la pointe peut être réduite sous l'action de la poudre de diamant en une pointe présentant le rayon précité, en 5 à 6 secondes.
Tout autre liquide approprié peut être utilisé comme, par exemple de l'huile, et, dans certains cas, il peut être préféràble d'utiliser de l'iodure mercurique de baryum dont la densité est de 3,5. Cette densité peut être rédui- te, si est besoin, par addition d'eau qui, dans certains cas, peut être désirée, par exemple lorsque de la poudre de saphir est utilisée comme milieu abrasif ou lorsqu'on emploie d'autres matières abrasives dont la densité est inférieure à celle du diamant.
Si l'on se sert d'iodure mercurique de baryum, il est préférable de fabriquer le récipient 4 à partir d'une matière qui est inerte à ce composé chi- mique, telle que par exemple le polythène.
On peut aussi utiliser l'invention pour conférer d'autres formes à une aiguille. Par exemple la forme représentée dans la figure 3 est obtenue à partir d'une aiguille à extrémité conique formant une pointe aiguë, en disposant la poin- te de façon qu'elle soit en substance tangentielle aux particules en rotation, com- me indiqué par la flèche 25, et en faisant tourner le récipient 4 dans le sens de la flèche 24, afin que les particules abrasives soient projetées sur l'aiguille 21 à partir de l'extrémité de l'aiguille éloignée de la pointe. Comme le montre la figure 3, une pointe conique aiguë est réduite en une pointe présentant une sur- face extérieure convexe et une pointe aigüe.
La forme représentée dans la figure 4 est obtenue en disposant une aiguille à pointe conique aiguë de façon qu'elle soit tangentielle aux particules en rotation, comme l'indique la flèche 26, et en faisant tourner le récipient dans le sens de la flèche 24, afin que les parti- cules abrasives soient projetées sur la pointe de l'aiguille 21. On produit ain- si une forme dans laquelle la pointe est aplatie ou présente un grand rayon, la
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partie aplatie étant réunie à une partie présentant un plus petit rayon reliant la partie aplatie à l'extrémité conique.
La figure 5 représente une autre forme de l'appareil approprié à la mise en oeuvre de la méthode conforme à l'invention, Dans cette réalisation, l'aiguille 12 est portée par un bras rotatif 27 et pénètre par l'ouverture 28 dans un tube venturé 29. Un liquide contenant en suspension de la poudre de diamant est introduit dans le tube venturé 29 à partir de l'entonnoir 30 qui pénètre par une ouverture 31 dans le tube 29 et un jet d'air comprimé ou autre gaz est dirigé dans l'orifice d'admission du tube venturé 29 par un tube 32 de manière à projeter par soufflage un jet de poudre de diamant sur l'aiguille 12 en rotation.. Pour for- mer la pointe partiellement sphérique représentée dans la figure 2, l'aiguille est disposée de telle sorte que son axe soit perpendiculaire au jet de poudre de diamant.
La forme de la pointe façonnée sur l'aiguille 12 peut être contrôlée en modifiant la position angulaire de l'aiguille 12 par rapport au jet de poudre de diamant pour produire des formes semblables à celles indiquées dans les figures 3 et 4, la position de l'aiguille 12 indiquée par la ligne en pointillé 33 permet- tant de produire une pointe quelque peu semblable à la forme de la figure 3, tan- dis que lorsque l'aiguille 12 est placée comme indiqué par la ligne en pointillé 34, une pointe de la forme indiquée dans la figure 4 est obtenue. Le mélange- liquide-poudre de diamant utilisé dans l'appareil représenté dans la figure 5 peut être recueillit et réintroduit dans l'entonnoir 30, ce qui permet un emploi conti- nu de l'appareil.
Les figures 6, 7 et 8 représentent un appareil approprié au façonnage d'une pointe aiguë à l'extrémité conique, grossièrement meulée, d'une aiguille.
Comme représenté dans les figures 6, 7 et 8, le nombre de référence 41 désigne un récipient qui tourne sur son axe vertical et dont la paroi latérale est munie d'un évidement annulaire 42, de la forme représentée dans la figure 8. Le récipient a un diamètre de 25 à 30 cms (ou 10 à 12") et une profondeur de 1,2 cm (ou @ 1/2 pouce) et les parois rectilignes de l'évidement annulaire peuvent avoir 7 à 8 mm de long (ou 1/4") et peuvent former un angle de 45 à 60 , la pointe de l'évidement étant d'environ 1/2 mm. La broche 45, montée sur les paliers 44 du bras 43 est munie, à l'une de ses extrémités, d'une poulie 46 qui peut communiquer à la broche une vitesse comprise entre, par exemple, 200 èt 1000 tours/minute.
L'autre extré- mité de la broche est munie d'un mandrin ou d'une douille de serrage appropriée dans lequel l'article à usiner peut être maintenu, par exemple un cône en saphir 47 de forme imparfaite, le cône étant monté sur un fil métallique ou fixé dans un tube. Le cône peut être formé sur l'extrémité d'une tige de section carrée d'une longueur de 1/4 ou 1/2 mm. Le bras 45 est monté sur le pivot 48 afin de pouvoir le déplacer de la position en lignes pleines représentée dans la figure 6, qui est la position active du bras, à la position en lignes pointillées, dans laquelle l'aiguille à usiner peut être introduite dans le mandrin ou douille de serrage de la broche.
Le bras 45 est monté au-dessus du récipient 41 et incliné par rapport au plan de ce dernier, de manière que le cône puisse être amené à une certaine po- sition dans 1 évidement annulaire 42, comme indiqué dans la figure 8. Le déplace- ment du bras vers l'évidement annulaire 42 est limité par une butée 49 accouplée à une vis micrométique 50, ce qui permet de déterminer avec précision la position de l'article dans l'évidement 42. Le récipient 41 est partiellement remplie de particules abrasives,par exemple des particules de diamant en suspension dans un liquide approprié.
Ce récipient ou cuve est conçu pour tourner à une vitesse tel- le que la vitesse linéaire de la trace de l'aiguille se situe entre 2000 et 4000 mètres par minute, d'autres vitesses inférieures ou supérieures à ces limites pou- vant être appliquées:Si besoin est.
Pendant la rotation du récipient 41, la force centrifuge projette les particules abrasives en suspension dans l'évidement annulaire 42, comme indiqué au point 51. La quantité de particules de diamant en suspension dans le liquide est telle qu'elle remplit l'évidement 8 sur une hauteur de 1 ou 2 mm. Lors du dé- placement du bras 43 dans la position active représentée dans la figure 6, la poin-
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te conique de l'aiguille est amenée dans la trajectoire des particules abrasives, puisque 1'axe de la broche 45 se trouve en substance dans un plan passant par une corde du récipient circulaire 41, et que la broche 45 tourne, les particules abrasives de diamant usant la surface conique pour produire la pointe aiguë nécessaire.
Le récipient 41 tourne dans le sens de la flèche 52, c'est-à-dire en s'éloignant de la pointe du cône de sorte que le jet de particules abrasives qui se sépare lorsque le cône pénètre dans leur trajectoire, se reforme comme l'in- tersection de lignes droites afin de produire une pointe aiguë.
L'usure de la matière du cône est réalisée par la grande répétition des chocs produits par les particules abrasives en suspension, ce qui donne un fini de haute qualité au cône aigu et rend relativement sans importance les lé- gères excentricités de rotation du cône dans¯le mélange liquide-poudre.
Les proportions' de poudre de diamant et de liquide peuvent être éga- les aux valeurs indiquées ci-avant pour l'appareil de la figure 1. La méthode dé- crite avec référence aux figures 6,7 et 8 permet de produire, en deux minutes environ, un cône présentant une pointe aiguë de 2 , à partir d'un cône de saphir grossièrement usiné ayant une troncature de 50 . Un cône de diamant grossière- ment usiné nécessiterait un plus longtemps. Dans la méthode décrite avec réfé- rences aux figures 6 à 8, il peut être préférable d'utiliser un liquide ayant une densité en substance égale à celle des particules abrasives.
Dans les procédés décrits ci-avant, on enregistre une certaine conta- mination des produits de la suspension, qui est provoquée non seulement-par la matière utilisée à la fabrication-du récipient 4 (figure 1) ou 41 (figure 6) ou encore du tube 29, mais aussi probablement par la tige ou le mandrin dans lequel 1'!'aiguille est fixée. Une telle contamination est éliminée en séparant la poudre de diamant du liquide par filtrage et lavage. La matière solide peut ensuite être traitée avec un produit chimique approprié en vue d'éliminer les corps étrangers qui contaminent la poudre de diamant.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant plus particulièrement au façonnage par abrasion d'une aiguille de diamant avec de la poudre de diamant, il va de soi qu'elle est applicable au façonnage par abrasion d'aiguilles préparées à partir d'autres matières, telles sur celles citées ci- avant, la matière abrasive pouvant être constituée, en dehors de la poudre de diamant, par du carbure de bore ou du carbure de tungstène en poudre. En outre, l'invention est également utilisable au façonnage d'articles similaires aux aiguil- les de phonographes, tels que les rubis;pour pivots et autres.
REVENDICATIONS.
1. Méthode de façonnage de la pointe d'une aiguille de phonographe, ou autre, caractérisée en ce qu'on fait tourner cette aiguille ou autre autour de son axe, tout en provoquant la projection d'un jet de particules abrasives sur cette pointe.
2. Méthode de façonnage de la pointe d'une aiguille de phonographe, ou autre présentant une extrémité de forme conique/caractérisée en ce qu'on fait tourner l'aiguille ou autre autour de son axe et en ce qu'on dispose cette ex- trémité de telle manière dans le parcours d'un jet de particules abrasives qui sont projetées sur cette extrémité de l'aiguille de manière à conférer à la poin- te une formé partiellement sphérique.
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