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procède et appareillage pour la fabrication de supports élastiquement souples à surfaces abrasives, et produits réalisés selon ce procédé.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication, sur ' un support cellulaire élastiquement souple, de surfaces abrasives présentant la structure granulométrique voulue; l'invention est également relative au produit abrasif obtenu par ce procédé, ainsi que l'appareillage utilisé pour mettre en oeuvre le procédé lui-même.
Certains travaux industriels et domestiques exigent un polissage, un lustrage ou un ponçage de surfaces métalliques en général, à l'aide d'abrasifs et en présence de liquides appropriés qui exercent une action lubrifiante, détergente ou réfrigérante, afin d'enlever et d'éliminer des surfaces soumises au travail, les matières arrachées, ainsi que l'abrasif qui se détache de son support.'
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En général, ces opérations sont effectuées à l'aide d'un produit .abrasif appliqué, au moyen d'un adhésif, sur un support de papier ou de toile. Ces produits connus présentent de graves inconvénients, dus à la difficulté qu'il y a à assurer une liaison et une fixation solide des grains abrasifs au support.
Même lorsqu'on utilise des -adhésifs de qualité supérieure, la fixation de l'abrasif s'avère précaire et aléatoire, étant donné que le support abrasif se déforme à l'usage pour épouser les surfaces travaillées. Il en résulte la perte d'un abrasif qui présente encore d'excellentes propriétés abrasives.
Les inconvénients ainsi mentionnés s'aggravent encore au cas où l'utilisation du produit abrasif doit se faire en présence de liquides détergents, lubrifiants, solvants ou même réfrigérants, et dans un tel cas,¯ il faut utiliser des adhésifs spéciaux.
Le but de la présente invention est de réaliser un produit abrasif résistant aux sollicitations mécaniques et présentant des propriétés de flexibilité et de souplesse élastique qui lui permettent de s'appliquer de façon uniforme même sur des surfaces irrégulières ou discontinues. Un autre but de l'invention est de réaliser un produit abrasif qui puisse être utilise, sans perdre ses propriétés abrasives, en présence de liquides, de quelque nature qu'ils soient, même s'ils présentent une température élevée, liquides qui exercent en outre sur l'abrasif et au cours du travail une action de nettoyage et de détersion pour éliminer de la surface la matière arrachée. De plus, ce produit doit permettre de travail- ler facilement des surfaces irrégulières, non uniformes ou concaves.
Le procédé conforme à l'invention, pour l'obtention d'un produit où un matériau élastique souple retient l'abrasif, se carac-,, térise par le fait qu'on effectue une fusion superficielle de ce support cellulaire et qu'on applique et incorpore de la matière abrasive en poudre dans la couche fondue.
Afin d'assurer la formation en surface de la couche de matière abrasive, cette dernière est appliquée et répartie dans la
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structure d'un support de recouvrement qui présente lui aussi une structure cellulaire et qui est fondu, de telle sorte que la matière abrasive soit retenue et incorporée dans la matière fondue, qui est à son tour rendue solidaire du support.
Le produit abrasif obtenu selon le procédé ainsi défini se caractérise par le fait qu'il s'agit d'un 'support constitué au moins par un support en un matériau cellulaire élastiquement souple, dont l'une des faces présente une couche abrasive qui s'y trouve incorporée.
Cette idée peut donner lieu, en pratique, aux formes les plus diverses de réalisation qui entrent toutes dans le cadre de la présente invention ; exemple, ce produit abrasif pourra être renforcé avantageusement, par exemple à l'aide de tissu, au cas où l'on souhaite obtenir des produits flexibles mais peu exten sibles ; dans d'autres cas, ce renfort pourra être constitué par des matériaux rigides tels que le bois, des métaux, des résines, etc..., de manière à obtenir des supports rigides pour maintenir l'abrasif avec l'interposition d'une couche élastique, et ce en fonction des exigences relatives à l'application et au mode d'utili- sation auxquels est destiné le produit réalisé par le procédé en question.
L'invention est ci-après expliquée par la description suivante, à l'aide'du dessin annexé, qui se rapporte à quelques exemples de mise en oeuvre du procédé.
Les Figs. 1 et 2 du dessin représentent schématiquement et à échelle agrandie, la coupe de deux formes d'exécution du pro- duit réalisé selon le procédé de l'invention; les Figs. 3, 4 et 5 représentent schématiquement en élévation, quelques formes de réalisation de l'appareillage permet- tant de mettre en oeuvre ce procédé.
Comme le montre la Fig. 1, le produit obtenu est constitué par un support cellulaire A dont l'une des faces retient la matière abrasive B ; le cas représenté, le support A est constitué par
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un matériau cellulaire, élastiquement souple, par exemple à base de résine de polyuréthane expansée, de préférence du type à cellules ouvertes de petites dimensions par rapport à ce dont il sera question ci-après.
La couche abrasive B est constituée par une poudre, par exemple d'émeri, de carbure de bore ou, en général, de silicates utilisés d'habitude à titre d'abrasifs. Cette poudre présente la structure granulométrique voulue en fonction des exigences d'uti-, lisation, pt elle est incorporée et fixée, selon le mode qui sera décrit ci-après, à l'une au moins des deux faces du support A, de manière à former une couche abrasive d'épaisseur voulue.
En ce qui concerne la variante représentée sur la Fig. 2, le produit abrasif est le même que celui dé la Fig. 1; toutefois, .le support cellulaire A présente, sur sa face opposée à la couche abrasive B, un support de renfort C, constitué par exemple par un tissu. Ce support de renfort peut être souple, mais peu exten- sible, ou bien rigide et , dans ce dernier cas, il pourra être en métal, en résine, etc.., de telle sorte que la couche abrasive B sera retanue par un coussinet élastique formé par le support A.
Dans l'un et l'autre de ces cas, ce fait est très utile lorsque le produit conforme à l'invention est utilisé sur des machines- outils de ponçage, de polissage à l'émeri, de lustrage, etc...
L'exécution du produit ainsi défini s'effectue à l'aide de l'appareillage représenté sur la Fig. 3, qui présente'une pre- mière paire de cylindres 10, 12, dont le cylindre supérieur est muni d'un moyen de chauffage 14, constitué par exemple par une résistance électrique, afin de réchauffer ce cylindre à une tempe-' rature convenable.
En association avec la paire de cylindres 10,
12, il est prévu une seconde paire 16, 18, qui constitue une calan- dre exerçant sur le matériau soumis au traitement, une pression et une uniformisation; en outre, cette seconde paire de cylindres imprime au matériau un mouvement de progression et, à cette fin, une partie au moins des cylindres en question est reliée cinémati-
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quement à des moyens d'entraînement appropriés, de façon à impri- mer au matériau à traiter la vitesse voulue.
Entre les cylindrer 12 et 18 est disposée une trémie 20 qui contient la matière abra- sive en poudre et qui, au niveau de.son fond, présente une tuyère 22 associée à un organe distributeur 24, qui règle la quantité d'abrasif dispensée, pour que ce dernier soit déposé sur le support cellulaire A sous forme d'une @ouche uniforme et régulière.
Etant donné les caractéristiques de cet appareillage, le procédé selon l'invention est réalisé de la manière suivante: le support cellulaire A, sous forme d'une bande continue, est in- troduit dans le sens de la flèche x, au moyen d'une paire de cylin- dres d'avance non illustrée, entre la paire de cylindres 10 et 12.
.Ce matériau, chauffé au contact du cylindre 12, fond superficielle- .ment sur une couche d'épaisseur voulue, et ce en fonction de la vitesse d'avance et de la température de chauffage. Sur cette couche fondue, avant qu'elle se solidifie, la matière abrasive sortant de la tuyère 22 se dépose dans la quantité voulue, de telle sorte que cette matière pénètre d'une certaine profondeur dans la couche et s'y incorpore. La pénétration de la matière abrasive dans la couche fondue peut être activée par des vibrations imprimées au support A et l'abrasif est pressé dans la couche fondue sous l'effet du passage du support A entre les cylindres de la paire suivante 16, 18; il en résulte que le support cellulaire A est pourvu de la couche abrasive B.
En se refroidissant, cette couche présente sen- siblement les mêmes caractéristiques que le matériau qui constitue le support cellulaire A, matériau pourvu d'une certaine élasticité propre qui permet à la matière abrasive de faire plus ou moins saillie par rapport à la surface fondue, lors de l'emploi du maté- riau abrasif.
En ce qui concerne l'appareillage représenté sur la
Fig. 4, il y est mis en oeuvre une forme modifiée du procédé, desti- née à réaliser un matériau abrasif dont la couche B peut présenter
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une épaisseur notable, l'abrasif en poudre étant réparti de manière uniforme et constante. Cet appareillage modifié compote lui aussi une paire de cylindres 10a, 12a, dont le second,pourvu de moyens de chauffage 14a, est dans le cas représenté, disposé en position . inférieure pour les raisons suivantes. Selon cette variante d'exécution, le procédé met en oeuvre, en combinaison avec le support cellulaire, une couche Al de matériau cellulaire d'épaisseur convenable pour constituer le support de recouvrement et de retenue 'de la poudre abrasive qui est appliqué et incorporé au support A.
- La feuille Al qui constitue le support de recouvrement passe à tra- vers unepaire dé cylindres d'entraînement 26,28 et parcourt un trajet rectiligne délimité, d'une part, par cette paire de cylindres et, d'autre part, par un cylindre de déviation 30. Sur ce trajet rectiligne est.disposée une trémie 20a munie d'une tuyère distribu- trice 22a et d'un' organe doseur 24a et, au-dessous de la feuille Al, il est prévu un plateau 32 associé à un vibrateur 34, dont la raison d'être sera indiquée ci-après. A la sortie du rouleau de déviation 30 se trouve la paire de cylindres 10a et 12a, entre lesquels passe l'ensemble des supports A et Al.
Le support de recouvrement Al, après avoir quitté la paire de cylindres 26,28 passe en regard de la tuyère distributrice 22a et reçoit, au cours de sa progression dans le sens de la flèche x, une certaine quantité d'abrasif en poudre qui forme une couche B1 de hauteur déterminée.
Au cours de cette progression, le support de recouvrement Al, sur lequel est déposé l'abrasif, passe sur le plateau vibrant 32, de sorte que l'abrasif pénètre à l'intérieur de la structure cellulaire que présente'le support, de manière à remplir toutes ou quasiment toutes les cellules de cette structure. Comme on l'a déjà dit, le support de recouvrement Al passe sur le cylindre chauffant 12a et est pressé contre la face inférieure du support cellulaire A.
Au cours de ce passage, le support de recouvrement est complètement. fondu, étant donné,sa faible épaisseur, et avec la matière abrasive, il adhère et s'incorpore à la surface cellulaire du support A,
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selon le mode déjà indiqué pour le cas précédent représenté sur la Fig. 3,
Le produit abrasif obtenu selon cette variante possède toutes les caractéristiques de souplesse et d'élasticité et, en outre, l'abrasif peut faire saillie par rapport à la couche fondue lorsqu'on utilise ce produit, dans la mesure où l'on exerce sur le support A une certaine pression qui, en le déformant élastiquement, provoque la mise en relief des grains abrasifs, lesquels restent toutefois retenus par la masse fondue.
En ce qui concerne la Fig, 5, l'appareillage que repré- t'ente cette figure comporte toujours la paire de cylindres 10b,
1b, dont l'un est muni d'organes de chauffage 14b, ainsi que la trémie 20b pour la matière abrasive et l'organe de dosage 24b.
Là aussi, dans cette variante du procédé, il est prévu d'utiliser un suport de recouvrement A1 appliqué au-dessus du support cellulai- re A. @ns cette variante, il est prévu en amont de la trémie 20b, destinée recevoir la matière abrasive, une paire de cylindres 38,
40, dont 1 premier comporte une source de chaleur 42, de façon analogue a@ cylindre 12, dont il a été précédemment question.
Le cylindre @ coopère avec la face inférieure du support cellu- laire A et est @@auffé à une température convenable pour fondre superficiellement e@ sur une épaisseur de couche limitée, la face de ce support cellulaire A qui est désignée par A2 en aval des cylindre 8, 40. la suite de la paire de cylindres 38, 40, il est prévu un cylindre 44 qui dirige contre la face fondue du support A, une feuile de renforcement C, par exemple en tissu, qui est alors amenée adhérer à la face inférieure du support cel- lulaire A. Sur l'aute face du support cellulaire A est disposée, comme on l'a déjà dit une couche Bl de poudre abrasive déposée sur la trémie distribtrice 20b, de manière à former une couche d'épaisseur pratiquemer' uniforme.
Sur cette couhe abrasive B1 est ensuite disposé le support cellulaire de revivrement A1, de telle sorte que la couche
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abrasive Bl se trouve intercalée entre les supports cellulaire A et de recouvrement Al. Au contact du cylindre chauffant 12b, le support de recouvremen t Al est complètement fondu, étant donné sa faible épaisseur, pressé et amené à adhérer à la surface sous- jacente du support cellulaire A, de façon qu'y soit incorporée la couche abrasive Bl. Cette dernière peut être incorporée préalable- ment dans le support de recouvrement Al, au moyen de vibrations (comme déjà décrit), ou bien par une action pneumatique exercée sur la face supérieure de ce support.
Différentes .variantes peuvent être apportées au procédé ainsi considéré; par exemple, le cylindre 10 de la Fig. 3 pourra être également muni de moyens de chauffage pour fondre l'autre face du support cellulaire A et appliquer à ce dernier un support de renforcement C. Dans le cas de l'appareillage représenté sur la
Fig. 5, la matière abrasive pourra être appliquée simultanément sur la surface fondue du support cellulaire A et sur le support de recouvrement Al. Les structures cellulaires des supports A et Al seront celles qui répondront le mieux aux caractéristiques d'ap- plication et d'utilisation du produit abrasif que l'on veut obtenir.
De préférence, la structure cellulaire de la feuille de recouvre- ment A1 pourra avoir une densité inférieure à celle du support cellulaire A ; de même, le matériau constituant le support de recouvrement Al pourra avantageusement présenter un point de fusion inférieur à celui du matériau utilisé pour le support cel- lulaire A, en particulier si l'on considère que ce support de 'recouvrement doit être fondu complètement et amené à adhérer à la face du support cellulaire A. D'autres modifications et variantes pourront être appliquées en fonction de la destination et de l'utilisation du produit abrasif obtenu par le procédé selon l'invention, par exemple, la qualité de l'abrasif et sa structure granulométrique pourront être modifiées en fonction des circonstan- ces.
Il en est de même en ce qui concerne les épaisseurs utilisées pour les matériaux constituant le support cellulaire A et le support
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de recouvrement Al; à titre d'indication, le rapport entre les épaisseurs du support de recouvrement Al et du support cellulaire
A pourra varier entre.1/4 et 1/30; par exemple, l'épaisseur du support cellulaire A pourra se situer entre 5 et 30 mm, tandis que l'épaisseur de la couche de recouvrement Al pourra varier entre
0,2 et 10 mm.
Les propriétés physiques du matériau constituant la couche de recouvrement Al pourront différer de celles du matériau constituant le support cellulaire A : par exemple, la couche de recouvrement pourra avoir une dureté et une consistance plus grandes.-
Malgré l'introduction de ces variantes, ainsi que d'autres, on restera dans le cadre de l'invention et, par conséquent, dans la portée du brevet d'invention dont la protection s'étend également à l'appareillage par lequel est mis en oeuvre le procédé de l'invention.