FR3068275B1 - Dispositif et procede d'enlevement de matiere et outil equipe d'un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'enlèvement de matière, comprenant un tambour cylindrique rotatif (4) et des outils de coupe (6) montés sur le tambour. Les outils de coupe sont répartis en périphérie du tambour selon une direction axiale.
Description
Dispositif et procédé d’enlèvement de matière et outil équipé d’un tel dispositif
La présente invention concerne le domaine de l’enlèvement de matière, et plus particulièrement l’enlèvement de matériaux de construction. Elle concerne plus particulièrement une fraise de rabotage. L’enlèvement de matière, par exemple du béton, sur des surfaces existantes est fréquent dans le domaine de la construction et/ou du génie civil.
Une couche superficielle est enlevée de la surface du matériau de construction, par exemple la laitance sur un support en béton. Cette opération est nécessaire pour la préparation d’un support avant l’application d’un revêtement de type résine ou enduit sur du béton brut pour garantir l’accrochage du revêtement sur le support.
Cette opération permet également de diminuer l’épaisseur de matériau de construction.
Lors d’une opération de rénovation, le revêtement existant est enlevé, par exemple une couche de résine, colle, béton ciré recouvrant un sol.
Lors d’opérations de dépollution ou de désamiantage, le béton pollué ou contaminé est assaini par enlèvement de la couche polluée ou contaminée.
Afin de réaliser une opération d’enlèvement de matière en surface d’un matériau de construction plusieurs techniques ont été développées selon la profondeur de matériau à enlever.
La technique de l’enlèvement de matière par ponçage regroupe les techniques de ponçage abrasif et de ponçage diamant. Un disque de ponçage comprenant des patins abrasifs, notamment des patins chargés en diamant, frotte sur la surface à poncer. La figure 1 montre un disque de ponçage diamant selon l’état de la technique. Les patins abrasifs 1 sont disposés sur la surface du disque entraîné dans un mouvement de rotation. Les patins sont appliqués sur la surface à traiter de sorte que l’axe de rotation du disque est perpendiculaire à la surface à traiter. L’état de surface obtenu est lisse.
Cependant, les techniques de ponçage ne permettent qu’un enlèvement de matière superficiel avec un état de surface final lisse. L’état de surface obtenu ne permet pas un bon accrochage d’une couche de résine, de béton ciré ou d’autres revêtements sur le support traité et l’enlèvement de matière est insuffisant pour diminuer efficacement l’épaisseur de matériaux.
La technique de l’enlèvement de matière par rabotage regroupe l’enlèvement de matière par des tambours perpendiculaires à la surface et l’enlèvement de matière par des tambours parallèles à la surface à traiter.
Les tambours perpendiculaires à la surface traitée peuvent comporter des outils de coupe polycristallin diamant (PCD) ou des disques à molettes en carbure ou en autres matériaux tandis que les tambours parallèles à la surface traitée peuvent comprendre des molettes en acier ou en carbure.
La figure 2 montre un tambour perpendiculaire à la surface à traiter avec des molettes. Le tambour entraîné dans un mouvement de rotation est appliqué sur la surface à traiter. L’axe de rotation du tambour est perpendiculaire à la surface à traiter. Les molettes 2 sont entraînées et roulent sur la surface à raboter. Cependant l’enlèvement de matière par rabotage par disque est faible.
Le rabotage par tambours parallèles à la surface à traiter a une efficacité supérieure à celle d’un disque avec des molettes. La figure 3 illustre un tambour parallèle à la surface à traiter par molettes. Le tambour est entraîné dans un mouvement de rotation par un équipement lourd. L’ensemble est appliqué sur la surface à traiter de sorte que l’axe de rotation (X) du tambour est parallèle à la surface à traiter. Les molettes 3 percutent la surface à raboter. L’enlèvement de matière se fait par choc.
Cette technique permet d’obtenir de bonnes cadences et un état de surface favorisant l’accrochage d’un revêtement sur la surface traitée.
Cependant, pour être efficace, la technique du rabotage nécessite un équipement de masse importante ou un effort important d’appui par l’utilisateur de l’outil contre la surface à traiter. Cet inconvénient empêche les utilisations manuelles ou celles pour lesquelles la masse est un critère déterminant. Par conséquent, ce type d’équipement n’est adapté que pour des applications au sol.
De plus, les techniques d’enlèvement de matière connues de l’état de la technique ne permettent l’enlèvement de matière que d’une surface à la fois, selon la technique employée, soit de la surface perpendiculaire à l’axe de rotation du disque ou du tambour perpendiculaire à la surface à traiter, soit de la surface parallèle à l’axe de rotation du tambour parallèle à la surface à traiter. Il n’est pas possible de traiter un angle en une seule passe de l’outil.
Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients liés aux techniques d’enlèvement de matière connues de l’état de la technique.
Au vu de ce qui précède l’invention propose un dispositif d’enlèvement de matière, comprenant un tambour cylindrique rotatif et des outils de coupe montés sur le tambour.
Selon une caractéristique du dispositif selon l’invention, les outils de coupe sont répartis en périphérie du tambour selon une direction axiale.
Selon une autre caractéristique, il comprend en outre des outils de coupe répartis uniformément sur la périphérie du tambour.
Avantageusement, les outils de coupe comprennent des pastilles.
De préférence, un ou plusieurs outils de coupe sont montés en bordure du tambour de manière à déborder latéralement du tambour.
Avantageusement, l’outil de coupe est décalé par rapport à une direction radiale du tambour d’un angle compris entre plus et moins 20°.
Selon une autre caractéristique, les outils de coupe comportent une matrice et un matériau de coupe solidarisé à la matrice.
De préférence, le matériau est du polycristallin diamant.
Avantageusement, les outils de coupe sont montés dans un porte-outil inséré dans le tambour. L’invention propose également un outil portatif équipé d’un dispositif d’enlèvement de matière tel que défini ci-dessus. L’invention a également pour objet un procédé d’enlèvement de matière par rabotage au moyen d’un dispositif d’enlèvement de matière tel que défini ci-dessus. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une vue schématique d’un disque de ponçage selon l’état de la technique ; - La figure 2, dont il a déjà été fait mention, est une vue schématique d’un dispositif de rabotage comprenant un tambour à molettes perpendiculaire à la surface à traiter selon l’état de la technique ; - La figure 3, précédemment évoquée, est une vue schématique d’un dispositif de rabotage comprenant un tambour à molettes parallèle à la surface à traiter, selon l’état de la technique ; - La figure 4 est une vue schématique d’un dispositif d’enlèvement de matière conforme à l’invention ; - La figure 5 est une vue à plus grande échelle du tambour montrant un outil de coupe disposé en bordure du tambour conforme à l’invention ; et - La figure 6 montre l’implantation d’un outil de coupe par rapport au tambour.
On se référera à la figure 4 qui illustre un premier mode de réalisation d’une fraise conforme à l’invention.
Cette fraise est destinée à être montée sur un outil adapté à son utilisation, notamment mais non exclusivement un outil portatif, par l’intermédiaire d’une pièce d’adaptation non représentée. L’outil portatif entraîne la fraise dans un mouvement de rotation.
La fraise comprend un tambour 4, des portes outils 5 et des outils de coupe 6.
Le tambour 4 est de forme cylindrique. Il comporte une ouverture centrale 7 alignée selon l’axe de rotation du cylindre (A). Cette ouverture 7 est destinée à recevoir un axe permettant la mise en rotation de la fraise.
Le tambour 4 peut comporter des évidements 8. Ces évidements 8 permettent de réduire la masse de la fraise et faciliter sa manœuvrabilité et sa portabilité lors de son utilisation. Ils sont placés de telle sorte que la rigidité du tambour 4 n’est pas compromise.
Ce tambour 4 comporte des logements 9 accueillant les portes outils 5. Les logements 9 sont répartis sur la périphérie du tambour 4 selon une direction parallèle à l’axe (A).
Les logements 9 peuvent être disposés sur la périphérie du tambour 4 de façon à ce qu’ils forment un angle entre l’axe (A) et chacun des logements. Pour limiter l’usure des outils de coupe 6 lors du rabotage d’une surface, des logements supplémentaires 10 sont répartis uniformément sur la périphérie du tambour 4.
Le tambour 4 est réalisé dans une matière résistante aux chocs, à l’abrasion et à l’échauffement thermique de la fraise pendant l’opération de rabotage. De préférence mais de manière non limitative, le tambour est réalisé en acier.
Les outils de coupe 6 sont montés dans les portes outils 5.
Les portes outils 5 sont insérés dans les logements 9 du tambour 4. Les portes outils 5 maintiennent les outils de coupe 6 dans le tambour 4. Ils empêchent l’éjection des outils de coupe 6 hors du tambour 4 sous l’effet de la force centrifuge résultant du mouvement de rotation de la fraise.
Le porte outils 5 peut contenir un ou plusieurs outils de coupe 6. Il est réalisé dans une matière résistante aux chocs, à l’abrasion et à l’échauffement thermique de la fraise pendant l’opération de rabotage.
De préférence mais de manière non limitative, le porte outils 5 est réalisé en acier.
Selon un autre mode de réalisation, le porte outils 5 est réalisé en plusieurs matériaux différents, par exemple en acier et en aluminium pour diminuer la masse de la fraise ou en acier et en carbure de tungstène pour augmenter la résistance du porte outil 5 à l’abrasion.
Les outils de coupe 6 sont maintenus dans les portes outils 5 et les portes outils sont maintenus dans le tambour par des moyens de solidarisation, par exemple à l’aide de brides.
Les portes outils 5 facilitent le montage, le démontage et la fixation des outils de coupe 6 sur le tambour 4.
Les outils de coupe 6 sont de forme quelconque et coopèrent avec les portes outils 5. Ils comprennent un matériau de coupe adapté au rabotage de matériaux de construction, notamment adapté au rabotage du béton.
Les outils de coupe 6 peuvent comprendre, par exemple, du polycristallin diamant (PCD). Le PCD est un matériau dont la dureté et la résistance à l’usure par abrasion sont élevées. Il permet l’enlèvement de matière avec une usure très faible comparativement à l’acier ou au carbure de tungstène. Il est adapté au rabotage de matériaux de construction. Cependant le PCD est un matériau faiblement résilient. Les outils de coupe 6 peuvent donc comprendre une matrice généralement en acier et du PCD déposé sur la matrice.
Avantageusement, les outils de coupe 6 peuvent se présenter sous forme de pastilles, notamment des pastilles de forme circulaire.
Lorsqu’une arête de l’outil de coupe 6 est usée, il suffit de faire tourner l’outil de coupe 6 sur son axe de rotation pour positionner une arête neuve. La durée de d’utilisation de l’outil de coupe en est prolongée.
La forme de la pastille dépend de l’état de surface de la surface à obtenir. Il peut par exemple s’agir d’une pastille à facettes carrées qui génère un état de surface très rugueux favorisant l’adhérence d’un revêtement sur la surface traitée, ou d’une pastille à facettes droites qui génère un état de surface lisse.
La forme des outils de coupe 6 est choisie en fonction de la tâche à réaliser. L’implantation des outils de coupe en périphérie de la fraise et la vitesse élevée de la fraise augmentent l’énergie cinétique des outils de coupe 6 contribuant à améliorer l’enlèvement de matière par rapport aux techniques d’enlèvement de matière connues.
La distance D séparant chaque outil de coupe 6 définit l’état de surface de la surface rabotée. Plus la distance entre les outils de coupe 6 est élevée, plus la rugosité de la surface rabotée est grossière.
Selon un autre mode de réalisation, un ou plusieurs outils de coupe 11 de constitution identique aux outils de coupe 6 sont montés en bordure du tambour de manière à déborder latéralement du tambour 4.
On se réfère à la figure 5 qui illustre une vue agrandie du tambour montrant un outil de coupe 11 disposé en bordure du tambour 4. Les outils de coupe 11 sont maintenus dans le tambour 4 par des portes outils 12 maintenant les outils de coupe 6 et 11. Les outils de coupe 11 rabotent la surface placée perpendiculairement à l’axe de rotation de la fraise (A). Avantageusement, la fraise rabote en une seule opération deux surfaces perpendiculaires. Ce mode de réalisation permet ainsi de raboter un angle formé par deux surfaces perpendiculaires.
Selon encore un autre mode de réalisation non représenté, les outils de coupe 6 et 11 sont montés dans le tambour 4 et maintenus solidairement au tambour 4 sans portes outils 5 et 12. Par exemple, les outils de coupe 6 et 11 sont soudés ou brasés sur le tambour.
Dans ce mode de réalisation, les outils de coupe 6 et 11 peuvent prendre la forme d’un secteur d’une pastille, par exemple un secteur d’un 1/3 ou 1/4 d’une pastille afin de faciliter leur montage sur le tambour 4.
Bien entendu, les différents modes de réalisation décrits peuvent être combinés, c’est-à-dire qu’une fraise peut comporter des outils de coupe et/ou des portes outils et/ou des outils de coupe débordant.
On se réfère à la figure 6 qui montre l’implantation d’un outil de coupe 6 par rapport au tambour 4. Cette implantation est donnée à titre d’exemple non limitatif. L’efficacité du rabotage est améliorée lorsque l’outil de coupe est décalé par rapport à une direction radiale R du tambour 4 d’un angle a compris entre plus et moins 20°.
En fonctionnement, lorsque la fraise est animée d’un mouvement de rotation, les outils de coupe 6 et 11 enlèvent par choc et arrachement des particules de matière de la surface à traiter. A chaque passage d’un outil de coupe sur la surface à traiter, une faible quantité de matière est enlevée.
La fraise décrite permet de diminuer le temps d’exécution d’une tâche prédéfinie par rapport aux techniques connues.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Dispositif d’enlèvement de matière, comprenant un tambour cylindrique rotatif (4) et des outils de coupe (6) montés sur le tambour, les outils de coupe étant répartis en périphérie du tambour selon une direction axiale, caractérisé en ce que les outils de coupe comprennent des pastilles.
- 2. Dispositif d’enlèvement de matière selon la revendication 1, comprenant en outre des outils de coupe répartis uniformément sur la périphérie du tambour (4).
- 3. Dispositif d’enlèvement de matière selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel un ou plusieurs outils de coupe (11) sont montés en bordure du tambour cylindrique rotatif (4) de manière à déborder latéralement du tambour.
- 4. Dispositif d’enlèvement de matière selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’outil de coupe (6) est décalé par rapport à une direction radiale du tambour (4) d’un angle (a) compris entre plus et moins 20°.
- 5. Dispositif d’enlèvement de matière selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les outils de coupe (6) comportent une matrice et un matériau de coupe solidarisé à la matrice.
- 6. Dispositif d’enlèvement de matière selon la revendication 5, dans lequel le matériau est du polycristallin diamant.
- 7. Dispositif d’enlèvement de matière selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les outils de coupe (6) sont montés dans un porte-outil (5) inséré dans le tambour (4).
- 8. Outil portatif, caractérisé en ce qu’il est équipé d’un dispositif d’enlèvement de matière selon l’une des revendications 1 à 7.
- 9. Procédé d’enlèvement de matière, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de rabotage mettant en œuvre un dispositif d’enlèvement de matière selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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