CA1303843C - Machine a peindre sous-marine comportant un dispositif d'application de la peinture a mouvement pulsatoire associe a un dispositif rotatif de lissage - Google Patents
Machine a peindre sous-marine comportant un dispositif d'application de la peinture a mouvement pulsatoire associe a un dispositif rotatif de lissageInfo
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- CA1303843C CA1303843C CA000513655A CA513655A CA1303843C CA 1303843 C CA1303843 C CA 1303843C CA 000513655 A CA000513655 A CA 000513655A CA 513655 A CA513655 A CA 513655A CA 1303843 C CA1303843 C CA 1303843C
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Abstract
MUSI 11 DE DIVULGATION Machine à peindre sous-marine comportant une brosse d'application de la peinture sur le subjectile en mouvement alternatif de translation, coopérant avec une brosse rotative de lissage d'axe parallèle à la direction de translation, caractérisée en ce que la brosse d'application est formée d'une pluralité de touffes de poils alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement et de façon régulière dans chaque touffe autour d'un canal central et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité active, sans que les touffes soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
Description
L'invention a pour objet la réalisation d'une machine à peindre sous-marine.
On a déjà proposé divers appareils d'application de peinture sur une surface immergée.
FR A 1.567.045 (VAN CAUWENBERGHE et al), demandé le 18 Août 1367, décrit un appareil comprenant deux brosses qui effectuent des mouvements de translation alternatifs parallèles à la 10 surface à peindre, en sens inverse l'une de l'autre, ces bros-ses étant logées dans un carter avec des conduits d'alimenta-tion entre la périphérie de chaque brosse et des râclettes d'égalisation en matière élastique.
FR A 2.342.875 (INSTITUTE FOR INDUSTRIAL RESEARCH AND
STANDARDS), demandé le 22 Février 1977, décrit un appareil comprenant des brosses rotatives alimentées en peinture en leur centre.
20 FR A 2.389.420 (FLANDIN BLETY), demandé le 4 Mai 1977, décrit un appareil combinant un mouvement rotatif de la brosse d'application de peinture à un mouvement alternatif de transla-tion perpendiculaire à la surface à peindre, ce dernier s'effectuant à une fréquence sous-multiple de la fréquence de rotation et faisant~passer les touffes de poils à travers des orifices doseurs ménagés dans une grille qui ferme un carter logeant la brosse, carter constamment rempli de peinture.
Ce dernier système procure, grâce au mouvement alternatif de translation des poils perpendiculaire au subjectile et aux orifices doseurs, une appIication de la peinture sensiblement meilleure que dans les systèmes précédents. Cette application n'est toutefois pas parfaite et le déposant a ultérieurement prévu, selon FR A 2 462 201 demandé le 3 Août 1979, d'ajouter une brosse rotative de lissage entourant la brosse d'applica-tion et tournant en synchronisme avec elle sans subir de mouve-ment de translation. ~'appareil décrit dans ce dernier brevet 10 comporte en réalité au moins quatre brosses dont les mouvements sont synchronisés et est relativement complexe. Il présente l'inconvénient, en pratique rédhibitoire, que le carter a tendance à se remplir d'un mélange eau-peinture qui empêche tout dépôt correct de peinture sur le subjectile et que, étant entraîné en rotation, il ne permet pas aux pochoirs constitués par les touffes de poils et les orifices doseurs de déposer correctement leur contenu de peinture à chaque translation.
L'invention a pour objet une machine à peindre sous-marine qui 20 soit de construction simple et fiable et ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, comportant un dispositif d'application de peinture à touffes de poils multiples soumis à
un mouvement alternatif de translation perpendiculaire au subjectile et une brosse rotative de lissage tournant à une vitesse suffisante pour assurer à elle seule l'adhérence de la machine.
~303843 Suivant une caractéristigue essentielle de l'invention, l'ali-mentation en peinture s'effectue, pour chacune des touffes de poils, en un point situé sensiblement au centre de l'extrémité
non active de celle-ci, la peinture se distribuant radialement et de facon régulière dans la touffe autour d'un orifice central d'alimentation et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité d'application de la peinture, sans que les touffes de poils soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
Suivant un mode d'exécution préféré, l'ensemble du dispositif d'application est monté à rotation libre autour d'un axe perpendiculaire au subjectile.
~D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'inven-~ tion, apparaitront clairement à la lumière de la description ,' c l-après, Au dessin annexé :
La figure~l est une vue en coupe, par I-I de la figure 2, de la partie immergée d'une machine à peindre conforme à
un mode d'exécution de l'invention La figure 2 est une vue en plan de dessous de cette machine ;
1303~43 La figure 3 est une vue schématique de dessus d'une brosse d'application de peinture suivant une variante préférée ; et La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne brisée II-II de la figure 3, montrant les conduits dérivés d'alimentation d'un couple de touffes de poils.
Les mêmes numéros de référence désignent des éléments homolo-10 gues aux figures.
La machine comprend essentiellement un groupe motorisé deæurface, non représenté, un mécanisme pulsatoire, un dispositif d'application et un dispositif de lissage de la peinture.
Le dispositif d'application (figures 1 et 2) est composé d'une pluralité de touffes de poils ou pinceaux 1, avantageuæement cylindriques, ayant, par exemple, 30 mm de diamètre et disposés en couronne dans le mode d'exécution décrit (à titre d'exemple, 20 le diamètre de la couronne est 250 mm). Le support de ces pinceaux est monté à rotation libre autour d'un axe XX' et de manière à pouvoir subir une translation alternative le long de cet axe. Dans le mode d'exécution décrit, il est composé d'une couronne 2 muni~ de rayons 3, 4, et d'un moyeu 5 prolongé par un tube distributeur de peinture 6 axé sur XX' et solidaire du moyeu 5 (vis 51).
13~3~
Ce tube est monté à rotation libre dans un manchon 7 formant palier, muni à sa base d'une colerette 70 en appui sur la bride 60 dont est elle-même munie la base du tube 6. Les billes 71 roulent à leur base sur un chemin de roulement annulaire de la pièce 60 et à leur sommet sur un chemin à profil de came de la pièce 15. Elles sont maintenues à écartement constant par des trous de la colerette 70, qui est elle-même immobilisée en rotation et libre e.n translation selon l'axe XX'.
10 La peinture pénètre dans le tube 6 au voisinage de son extrémi-té supérieure fermée, par des orifices 61, et à sa base, arrive à travers le moyeu 5 dans les bras tubulaires creux 3-4, et, au .. moyen de canaux visibles en 100 à la figure 2, dans une chambre annulaire 10 ménagée dans la couronne 2 à la partie supérieure des pinceaux, pour descendre dans le canal central 11 formé
- dans la touffe de poils. On n'a pas figuré le raccordement, à
l'intérieur du carter 8 de la machine, entre le coupleur 9 qui amène la peinture depuis un réservoir que comporte le groupe motorisé de surface et le conduit souple qui débouche en 90 20 dans une chambre fixe de la pièce 91 formant collecteur de peinture et dans laquelle les orifices 61 sont immergés. L'ali-mentation se fait au moyen d'une moto-pompe hydraulique de circulation de la pein'ure, qui fait également partie du groupe susvisé.
Le disposltif de lissage est constitué d'une brosse annulaire 12 ayant, par exemple, 400 mm de diamètre extérieur et 55 mm 1303&~3 d'épaisseur. Cette brosse est solidaire d'un disque d'entraîne-ment 120 à profil denté.
Une première gorge annulaire inférieure 1200 loge la couronne de pinceaux 1, tandis qu'une seconde gorge annulaiee supérieure 1201 sert à l'entraînement, sa surface étant dentée pour engre-ner avec un pignon 13 monté sur l'arbre 141 d'un moteur 14.
Dans le mode d'exécution non limitatif décrit, le moteur 14 est hydraulique et logé dans le carter 8, dont son arbre 141 fait 10 saillie; 142 désigne un coupleur d'amenée et de retour de l'huile sous pression. En variante, le moteur pourrait, par exemple, être électrique.
Le dis~ue 120 entraîne, au moyen de pions d'entraînement 1202, la came 15 déjà mentionnée. Celle-ci forme un manchon 151 et une bride inférieure ayant une surface profilée 152 en appui sur les billes~ 71. Le fond 81 du carter 8 présente, outre l'ouverture 810 de pa~sage de l'arbre 141, une partie centrale en forme de manchon complètement ouvert vers le bas (portion 20 811) et muni vers le haut (portion 812) d'une ouverture de passage de la colerette 7, lequel est monté de manière à
pouvoir coulisser sans tourner dans ladite ouverture.
L'ensemble solidaire constitué par la brosse 12, son disque d'entraînement 120 et la came 15 tourne autour de l'axe XX', à
une vitesse fixée par le moteur 14 et avantageusement comprise entre 60 et 80 T/minutes. Le profil de la surface de came est tel qu'à chaque révolution, chacune des billes successives soit soumise à un mouvement alternatif de translation parallèle à
l'axe XX', communiquant ai~nsi un mouvement de translation iden-tique au tube distributeur 6 et à la couronne 2. Un ressort 17 - est monté entre la surface supérieure fixe de la portion de manchon 812 et une entretoise de frottement 62 soiidaire de leur extrémité supérieure et qui entoure l'arbre 6. Une goupil-le rotative 63 solidaire de l'arbre 6 s'appuie en glissant sur l'entretoise 62 et le ressort rappelle ainsi l'arbre 6 et les 10 pièces qui en sont solidaires vers le haut de la figure, accom-pagnant le mouvement des billes roulant sur la came 15. La colerette 7 est elle-même libre en translation du fait de son calage entre la came 15 et la bride 60. Une butée de sécurité
64, solidaire de l'arbre 6, empêche la pièce 62 et l'arbre 6 de s'échapper vers le bas en cas;~de rupture accidentelle de la --~ pièce 63. Un carter cylindrique interne 16 constitue un élément de structure démontable qui supporte la pièce 91 et loge les pièces 62-63-64 et ~a portion supérieure du manchon 812. La position du disque d'entrainement 120 par rapport au fond fixe 20 81 du carter est fixée au moyen de cales de frottement 1203-1204.
Un volant circulaire 21 entourant complètement le carter et fixé à la base de celui-ci au moyen de bras 210 permet la manoeu-vre de la maohine de façon omnidirectionnelle. En cas de commande mécanique, la fixation est faite par la pièce 16.
~303a43 A titre d'exemple préféré, il est prévu quatre billes réguliè-rement distribuées autour de l'axe XX', et la vitesse de rota-tion du disque d'entra;nement est de 60 T/m, si bien que la fréquence de pulsation du dispositif d'application de peinture est de 4 Hz. La double amplitude de la translation pulsatoire est de S mm. Les plnceaux peuvent être inclinés de 1 à 5 par rapport à l'axe XX', leur extrémité active étant plus éloignée de l'axe que leur extrémité opposée. Cette disposition, non obligatoire, est avantageuse, car elle engendre une légère 10 composante de rotation qui fait que l'ensemble a tendance, en fonction des frottements, à tourner de manière aléatoire autour de l'axe XX', ce qui améliore la répartition de la peinture en réduisant les effets de bord et augmente la longévité du dispo-sitif en régularisant l'usure des poils. Bien entendu, le carter 8 est agencé, de manière non figurée, pour qu'une légè-re flottabilité soit assurée.
Le fonctionnement du dispositif d'application de peinture repo-se essentiellement sur le fait que l'alimentation des poils en ;~20 peinture s'effectue en une pluralité de points situés à
l'extrémité non active de touffes de poils, dans chacune ;desquelles la peinture se distribue radialement de façon régu-lière autour de l'orifice central d'alimentation et est guidée par capillarité le long des poils jusqu'à l'extrémité d'appli-catlon, ces touffes de poils n'étant pas immergées dans une chambre remplie de peinture. A condition, bien entendu, de régler la pression d'injection de la peinture (fournie par la 1~43 pompe de circulation mentionnée plus haut) à une valeur basse, qui tiendra compte de son degré de viscosité mais sera tout juste suffisante pour compenser la perte de cbarge dans les conduites de la chambre 10, avec, en pratique, une légère surcharge et un très faible débit réglable en fonction de la vitesse de déplacement de la machine et de l'épaisseur de pein-ture désirée, il n'y aura ainsi aucun écoulement de peinture à
partir des pinceaux ou touffes de poils, donc aucun risque de pollution de l'eau dans laquelle la machine travaille, ce qui 10 est évidemment très important ; on peut considérer que le mode d'alimentation des poils en peinture fournit ainsi une sorte d'auto-régulation, qui s'effectue d'autant mieux que l'ensem-ble des poils ne subit pas d'entrainement forcé en rotation.
C'est la surface du subjectile qui aspire en quelque sorte exactement la quantité de peinture qui doit l'abreuver. Cette aspiration est largement facilitée par le mouvement pulsatoire des pinceaux ; la pression périodiquement exercée sur le film de peinture provoque un effet de gavage du subjectile qui absorbe, à chaque surface d'application, plus de peinture que 20 nécessaire, cette peinture étant ensuite étalée sur le reste de la surface du subjectile par les brosses de lissage. Le mouve-ment pulsatoire a en outre pour effet de chasser l'eau entre le subjectile et les touffes de poil. On notera qu'avec une ampli-tude du mouvement pulsatoire ayant l'ordre de grandeur de la valeur indiquée ci-dessus, il n'y a pas véritablement décollage du pinceau et rupture du film. Des variations notables de viscosité ne perturbent pas le fonctionnement de la machine.
- g _ 1303a43 On noteea que, grâ~e aux dimenslons du carter et du volant, la brosse de lissage est visible pour le plongeur, ce qui facilite l'appréciation de son travail. On notera également que, si sa vitesse de rotation dépassait notablement 60 T/mn, elle aurait tendance à arracher la peinture. Par contre, une vitesse de rotation notablement pIus faible ne permettrait pas d'assurer l'adhérence de la machine sur le subjectile. Cette adhérence dans la machine décrite, est uniquement obtenue grâce au fait que la brosse de lissage referme sur le subjectile un espace lO circulaire où l'eau est entraînée en rotation, ce qui fournit la légère dépression nécessaire à l'adhérence.
A la figure 3, on a représenté la brosse d'application de peinture schématiquement, et la brosse annulaire de lissage est simplement symbolisée par un cercle en trait mixte 12 qui représente sa paroi interne. Comme dans le mode d'exécution des figures 1 et 2, la brosse lisseuse annulaire est entrainée en rotatlon à une vites3e de 60 T/m par exemple, mais est fixe en translation perpendiculaire au plan des deux brosses. La brosse 20 d'application est for ée d'une pluralité de touffes de poils alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement autour d'un canal central (11, figure 4) en étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité
active. Elle est montée en rotation libre autour d'un axe qui se projette en O à la figure 3 et est entrainée, par des moyens non figurés et qui peuvent être identiques a ceux décrits ci-dessus, en mouvement alternatif de translation parallèle à cetaxe, à la fréquence de 4 Hz par exemple. Sa course est par exemple de l'ordre de 2 m~.
L'alimentation des canaux centraux des touffes s'effectue au moyen d'un axe creux 6 d'amenée de peinture communiquant à sa base avec quatre conduits radiaux 31-33 (faisant entre eux un angle de 120), 34 (faisant avec 33 un angle de 60) et 36 (faisant avec 34 un angle de 120) et avec deux conduits 32 (en 10 dérivation sur 33) et 35 (en dérivation sur 36). Les conduits 31 à 36 sont respectivement raccordés à six conduits radiaux 310-320...360 orientés à 60 l'un par rapport à l'autre. Chacun des conduits 310 à 360 aboutit à deux conduits dérivés, tels que 3501 et 3502, alignés entre eux de part et d'autre du point de bifurcation et incIinés d'un angle qui, dans l'exemple de réalisation décrit, est égal à 45, par rapport au conduit radial correspondant tel que 350.
On voit, à la figure 4, que ces conduits dérivés communiquent 20 chacun avec le canal 11 d'une touffe de poils par l'intermé-diaire d'un canal de liaison tel que 10101 et 10091. Une seule touffe de poils 1009 a été représentée à la figure 4, mais il est clair que la pièce 25 à l'intérieur de laquelle les conduits dérivés 3501-3502 et les canaux de liaison 10091 et 10101 sont définis, assure l'alimentation d'un couple de touf-fes de poils 1009 et 1010 (figure 3).
~ ` .
~L30315~
A la figure 3, on a représenté un moyeu 5 dont l'axe creux 6 est solidaire et une collerette 70 qui fait partie d'un manchon, non figuré t dans lequel l'axe 6 est monté en rotation libre.
On ~oit à la figure 4 que le conduit radial 35 est défini dans le moyeu 5, mais on n'a pas représenté les pièces de liaison entre le support de la touffe de poils 1009 et le moyeu 5.
Revenant à la figure 3, on voit que le conduit 310 alimente un 10 couple de touffes 1001-1002, le conduit 320 alimente deux touf-fes 1003-1004 etc... Les six touffes 1001-1003-1005~1007-1009-1011 et les six touffes 1002-1004-1006-1008-1010 et 1012 forment deux couronnes concentriques.
Les six touffes de chaque couronne sont uniformément réparties avec un pas angulaire de 60, tandis que les touffes d'une couronne sont déca' es angulairement de 30 par rapport à
celles de l'autre.
20 En comparant maintenant le fonctionnement de la brosse selon la variante des figures 3 et 4 avec celui de la brosse des figures 1 et 2, on peut tenter d'expliquer le fait que la première forme, de manière a priori surprenante, une distribution de peinture beaucoup plus uniforme que la seconde sur toute la surface de la bande peinte, avec toutefois, pour la première, une couche de peinture légèrement plus faible sur les bords de la bande : on notera que, pour pallier ce léger défaut, il ~3843 suffit, au passage suivant, de faire empiéter légèrement la seconde bande sur la première.
Avec la brosse des figures 1 et 2, il est évident que, avec les dimensions indiquées et une vitesse de déplacement de la brosse de l'ordre de 40 cm par seconde, les taches de peinture produi-tes par chaque touffe au cours des périodes de translation successives de la brosse seront distantes de 10 cm. Comme la distance entre les deux touffes qui forment des taches sur 10 chacun des rubans de 3 cm de large mentionnés plus haut est de 22 cm pour le ruban diamétral, ce ruban ne sera finalement couvert que par des couples formés chacun de deux taches en léger recouvrement, couples séparés les uns des autres par des distances de 10 cm. Par contre, la couverture en peinture sera meilleure pour les rubans proches des bords de la bande.
Dans certains cas, la brosse de lissage n'arrivera pas à régu-lariser complètement la distribution de peinture ainsi obtenue.
20 La rotation libre de la brosse autour de son axe s'effectue de manière plus ou moins aléatoire, dans un sens ou dans l'autre et avec une vitesse dont l'expérience montre qu'elle est comprise entre 0 et 20 T/m, suivant la vitesse de déplacement du plongeur et de ]a manière dont il appuie la brosse sur le subjectile (il appuie en général davantage d'un côté que de l'autre).
On notera que, pour la vitesse de rotation maximum constatée, le déplacement angulaire des touffes au cours d'une période de translation de la brosse est de 30, si bien que la seconde tache produite par une touffe donnée est nettement décalée latéralement par rapport à celle avec laquelle elle forme un couple. Mais ce décalage latéral n'améliore pas la couverture en peinture : il a simplement pour effet d'éviter une accentua-tion de l'effet de bord mentionné ci-dessus, qui serait due au fait que, en l'absence de la rotation, dans certaines direc-10 tions de déplacement de la machine, les rubans des bords de labande recoivent de la peinture de plus de deux touffes.
Si l'on analyse maintenant le fonctionnement de la brosse des figures 3 et 4, on s'apercoit qu'il existe trois directions privilégiées de déplacement de la machine, qui sont sensible-ment celles définies par les pièces allongées 22, 24 et 26 (inclinées à 60 les unes par rapport aux autres), pour lesquelles certains rubans seraient peints par quatre touffes en l'absence de rotation de la brosse. Il s'agit de rubans 20 relativement proches du centre, qui recevraient aussi quatre couches de peinture, les rubans proches des bords de la bande peinte n'en recevant qu'une et le ruban central deux. Du fait de la rotation plus ou moins aléatoire de la brosse, chaque région élémentaire peinte formée de une à quatre taches circu-laires se recouvran~ partiellement verra sa surface accrue et l'on obtiendra finalement une couverture suffisante et suffi-samment uniforme de la plus grande partie de la surface de la 1303~43 bande, quelle que soit la direction de déplacement, pour que la brosse lisseuse puisse l'égaliser complètement. C'est effecti-vement le résultat constaté.
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On a déjà proposé divers appareils d'application de peinture sur une surface immergée.
FR A 1.567.045 (VAN CAUWENBERGHE et al), demandé le 18 Août 1367, décrit un appareil comprenant deux brosses qui effectuent des mouvements de translation alternatifs parallèles à la 10 surface à peindre, en sens inverse l'une de l'autre, ces bros-ses étant logées dans un carter avec des conduits d'alimenta-tion entre la périphérie de chaque brosse et des râclettes d'égalisation en matière élastique.
FR A 2.342.875 (INSTITUTE FOR INDUSTRIAL RESEARCH AND
STANDARDS), demandé le 22 Février 1977, décrit un appareil comprenant des brosses rotatives alimentées en peinture en leur centre.
20 FR A 2.389.420 (FLANDIN BLETY), demandé le 4 Mai 1977, décrit un appareil combinant un mouvement rotatif de la brosse d'application de peinture à un mouvement alternatif de transla-tion perpendiculaire à la surface à peindre, ce dernier s'effectuant à une fréquence sous-multiple de la fréquence de rotation et faisant~passer les touffes de poils à travers des orifices doseurs ménagés dans une grille qui ferme un carter logeant la brosse, carter constamment rempli de peinture.
Ce dernier système procure, grâce au mouvement alternatif de translation des poils perpendiculaire au subjectile et aux orifices doseurs, une appIication de la peinture sensiblement meilleure que dans les systèmes précédents. Cette application n'est toutefois pas parfaite et le déposant a ultérieurement prévu, selon FR A 2 462 201 demandé le 3 Août 1979, d'ajouter une brosse rotative de lissage entourant la brosse d'applica-tion et tournant en synchronisme avec elle sans subir de mouve-ment de translation. ~'appareil décrit dans ce dernier brevet 10 comporte en réalité au moins quatre brosses dont les mouvements sont synchronisés et est relativement complexe. Il présente l'inconvénient, en pratique rédhibitoire, que le carter a tendance à se remplir d'un mélange eau-peinture qui empêche tout dépôt correct de peinture sur le subjectile et que, étant entraîné en rotation, il ne permet pas aux pochoirs constitués par les touffes de poils et les orifices doseurs de déposer correctement leur contenu de peinture à chaque translation.
L'invention a pour objet une machine à peindre sous-marine qui 20 soit de construction simple et fiable et ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, comportant un dispositif d'application de peinture à touffes de poils multiples soumis à
un mouvement alternatif de translation perpendiculaire au subjectile et une brosse rotative de lissage tournant à une vitesse suffisante pour assurer à elle seule l'adhérence de la machine.
~303843 Suivant une caractéristigue essentielle de l'invention, l'ali-mentation en peinture s'effectue, pour chacune des touffes de poils, en un point situé sensiblement au centre de l'extrémité
non active de celle-ci, la peinture se distribuant radialement et de facon régulière dans la touffe autour d'un orifice central d'alimentation et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité d'application de la peinture, sans que les touffes de poils soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
Suivant un mode d'exécution préféré, l'ensemble du dispositif d'application est monté à rotation libre autour d'un axe perpendiculaire au subjectile.
~D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'inven-~ tion, apparaitront clairement à la lumière de la description ,' c l-après, Au dessin annexé :
La figure~l est une vue en coupe, par I-I de la figure 2, de la partie immergée d'une machine à peindre conforme à
un mode d'exécution de l'invention La figure 2 est une vue en plan de dessous de cette machine ;
1303~43 La figure 3 est une vue schématique de dessus d'une brosse d'application de peinture suivant une variante préférée ; et La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne brisée II-II de la figure 3, montrant les conduits dérivés d'alimentation d'un couple de touffes de poils.
Les mêmes numéros de référence désignent des éléments homolo-10 gues aux figures.
La machine comprend essentiellement un groupe motorisé deæurface, non représenté, un mécanisme pulsatoire, un dispositif d'application et un dispositif de lissage de la peinture.
Le dispositif d'application (figures 1 et 2) est composé d'une pluralité de touffes de poils ou pinceaux 1, avantageuæement cylindriques, ayant, par exemple, 30 mm de diamètre et disposés en couronne dans le mode d'exécution décrit (à titre d'exemple, 20 le diamètre de la couronne est 250 mm). Le support de ces pinceaux est monté à rotation libre autour d'un axe XX' et de manière à pouvoir subir une translation alternative le long de cet axe. Dans le mode d'exécution décrit, il est composé d'une couronne 2 muni~ de rayons 3, 4, et d'un moyeu 5 prolongé par un tube distributeur de peinture 6 axé sur XX' et solidaire du moyeu 5 (vis 51).
13~3~
Ce tube est monté à rotation libre dans un manchon 7 formant palier, muni à sa base d'une colerette 70 en appui sur la bride 60 dont est elle-même munie la base du tube 6. Les billes 71 roulent à leur base sur un chemin de roulement annulaire de la pièce 60 et à leur sommet sur un chemin à profil de came de la pièce 15. Elles sont maintenues à écartement constant par des trous de la colerette 70, qui est elle-même immobilisée en rotation et libre e.n translation selon l'axe XX'.
10 La peinture pénètre dans le tube 6 au voisinage de son extrémi-té supérieure fermée, par des orifices 61, et à sa base, arrive à travers le moyeu 5 dans les bras tubulaires creux 3-4, et, au .. moyen de canaux visibles en 100 à la figure 2, dans une chambre annulaire 10 ménagée dans la couronne 2 à la partie supérieure des pinceaux, pour descendre dans le canal central 11 formé
- dans la touffe de poils. On n'a pas figuré le raccordement, à
l'intérieur du carter 8 de la machine, entre le coupleur 9 qui amène la peinture depuis un réservoir que comporte le groupe motorisé de surface et le conduit souple qui débouche en 90 20 dans une chambre fixe de la pièce 91 formant collecteur de peinture et dans laquelle les orifices 61 sont immergés. L'ali-mentation se fait au moyen d'une moto-pompe hydraulique de circulation de la pein'ure, qui fait également partie du groupe susvisé.
Le disposltif de lissage est constitué d'une brosse annulaire 12 ayant, par exemple, 400 mm de diamètre extérieur et 55 mm 1303&~3 d'épaisseur. Cette brosse est solidaire d'un disque d'entraîne-ment 120 à profil denté.
Une première gorge annulaire inférieure 1200 loge la couronne de pinceaux 1, tandis qu'une seconde gorge annulaiee supérieure 1201 sert à l'entraînement, sa surface étant dentée pour engre-ner avec un pignon 13 monté sur l'arbre 141 d'un moteur 14.
Dans le mode d'exécution non limitatif décrit, le moteur 14 est hydraulique et logé dans le carter 8, dont son arbre 141 fait 10 saillie; 142 désigne un coupleur d'amenée et de retour de l'huile sous pression. En variante, le moteur pourrait, par exemple, être électrique.
Le dis~ue 120 entraîne, au moyen de pions d'entraînement 1202, la came 15 déjà mentionnée. Celle-ci forme un manchon 151 et une bride inférieure ayant une surface profilée 152 en appui sur les billes~ 71. Le fond 81 du carter 8 présente, outre l'ouverture 810 de pa~sage de l'arbre 141, une partie centrale en forme de manchon complètement ouvert vers le bas (portion 20 811) et muni vers le haut (portion 812) d'une ouverture de passage de la colerette 7, lequel est monté de manière à
pouvoir coulisser sans tourner dans ladite ouverture.
L'ensemble solidaire constitué par la brosse 12, son disque d'entraînement 120 et la came 15 tourne autour de l'axe XX', à
une vitesse fixée par le moteur 14 et avantageusement comprise entre 60 et 80 T/minutes. Le profil de la surface de came est tel qu'à chaque révolution, chacune des billes successives soit soumise à un mouvement alternatif de translation parallèle à
l'axe XX', communiquant ai~nsi un mouvement de translation iden-tique au tube distributeur 6 et à la couronne 2. Un ressort 17 - est monté entre la surface supérieure fixe de la portion de manchon 812 et une entretoise de frottement 62 soiidaire de leur extrémité supérieure et qui entoure l'arbre 6. Une goupil-le rotative 63 solidaire de l'arbre 6 s'appuie en glissant sur l'entretoise 62 et le ressort rappelle ainsi l'arbre 6 et les 10 pièces qui en sont solidaires vers le haut de la figure, accom-pagnant le mouvement des billes roulant sur la came 15. La colerette 7 est elle-même libre en translation du fait de son calage entre la came 15 et la bride 60. Une butée de sécurité
64, solidaire de l'arbre 6, empêche la pièce 62 et l'arbre 6 de s'échapper vers le bas en cas;~de rupture accidentelle de la --~ pièce 63. Un carter cylindrique interne 16 constitue un élément de structure démontable qui supporte la pièce 91 et loge les pièces 62-63-64 et ~a portion supérieure du manchon 812. La position du disque d'entrainement 120 par rapport au fond fixe 20 81 du carter est fixée au moyen de cales de frottement 1203-1204.
Un volant circulaire 21 entourant complètement le carter et fixé à la base de celui-ci au moyen de bras 210 permet la manoeu-vre de la maohine de façon omnidirectionnelle. En cas de commande mécanique, la fixation est faite par la pièce 16.
~303a43 A titre d'exemple préféré, il est prévu quatre billes réguliè-rement distribuées autour de l'axe XX', et la vitesse de rota-tion du disque d'entra;nement est de 60 T/m, si bien que la fréquence de pulsation du dispositif d'application de peinture est de 4 Hz. La double amplitude de la translation pulsatoire est de S mm. Les plnceaux peuvent être inclinés de 1 à 5 par rapport à l'axe XX', leur extrémité active étant plus éloignée de l'axe que leur extrémité opposée. Cette disposition, non obligatoire, est avantageuse, car elle engendre une légère 10 composante de rotation qui fait que l'ensemble a tendance, en fonction des frottements, à tourner de manière aléatoire autour de l'axe XX', ce qui améliore la répartition de la peinture en réduisant les effets de bord et augmente la longévité du dispo-sitif en régularisant l'usure des poils. Bien entendu, le carter 8 est agencé, de manière non figurée, pour qu'une légè-re flottabilité soit assurée.
Le fonctionnement du dispositif d'application de peinture repo-se essentiellement sur le fait que l'alimentation des poils en ;~20 peinture s'effectue en une pluralité de points situés à
l'extrémité non active de touffes de poils, dans chacune ;desquelles la peinture se distribue radialement de façon régu-lière autour de l'orifice central d'alimentation et est guidée par capillarité le long des poils jusqu'à l'extrémité d'appli-catlon, ces touffes de poils n'étant pas immergées dans une chambre remplie de peinture. A condition, bien entendu, de régler la pression d'injection de la peinture (fournie par la 1~43 pompe de circulation mentionnée plus haut) à une valeur basse, qui tiendra compte de son degré de viscosité mais sera tout juste suffisante pour compenser la perte de cbarge dans les conduites de la chambre 10, avec, en pratique, une légère surcharge et un très faible débit réglable en fonction de la vitesse de déplacement de la machine et de l'épaisseur de pein-ture désirée, il n'y aura ainsi aucun écoulement de peinture à
partir des pinceaux ou touffes de poils, donc aucun risque de pollution de l'eau dans laquelle la machine travaille, ce qui 10 est évidemment très important ; on peut considérer que le mode d'alimentation des poils en peinture fournit ainsi une sorte d'auto-régulation, qui s'effectue d'autant mieux que l'ensem-ble des poils ne subit pas d'entrainement forcé en rotation.
C'est la surface du subjectile qui aspire en quelque sorte exactement la quantité de peinture qui doit l'abreuver. Cette aspiration est largement facilitée par le mouvement pulsatoire des pinceaux ; la pression périodiquement exercée sur le film de peinture provoque un effet de gavage du subjectile qui absorbe, à chaque surface d'application, plus de peinture que 20 nécessaire, cette peinture étant ensuite étalée sur le reste de la surface du subjectile par les brosses de lissage. Le mouve-ment pulsatoire a en outre pour effet de chasser l'eau entre le subjectile et les touffes de poil. On notera qu'avec une ampli-tude du mouvement pulsatoire ayant l'ordre de grandeur de la valeur indiquée ci-dessus, il n'y a pas véritablement décollage du pinceau et rupture du film. Des variations notables de viscosité ne perturbent pas le fonctionnement de la machine.
- g _ 1303a43 On noteea que, grâ~e aux dimenslons du carter et du volant, la brosse de lissage est visible pour le plongeur, ce qui facilite l'appréciation de son travail. On notera également que, si sa vitesse de rotation dépassait notablement 60 T/mn, elle aurait tendance à arracher la peinture. Par contre, une vitesse de rotation notablement pIus faible ne permettrait pas d'assurer l'adhérence de la machine sur le subjectile. Cette adhérence dans la machine décrite, est uniquement obtenue grâce au fait que la brosse de lissage referme sur le subjectile un espace lO circulaire où l'eau est entraînée en rotation, ce qui fournit la légère dépression nécessaire à l'adhérence.
A la figure 3, on a représenté la brosse d'application de peinture schématiquement, et la brosse annulaire de lissage est simplement symbolisée par un cercle en trait mixte 12 qui représente sa paroi interne. Comme dans le mode d'exécution des figures 1 et 2, la brosse lisseuse annulaire est entrainée en rotatlon à une vites3e de 60 T/m par exemple, mais est fixe en translation perpendiculaire au plan des deux brosses. La brosse 20 d'application est for ée d'une pluralité de touffes de poils alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement autour d'un canal central (11, figure 4) en étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité
active. Elle est montée en rotation libre autour d'un axe qui se projette en O à la figure 3 et est entrainée, par des moyens non figurés et qui peuvent être identiques a ceux décrits ci-dessus, en mouvement alternatif de translation parallèle à cetaxe, à la fréquence de 4 Hz par exemple. Sa course est par exemple de l'ordre de 2 m~.
L'alimentation des canaux centraux des touffes s'effectue au moyen d'un axe creux 6 d'amenée de peinture communiquant à sa base avec quatre conduits radiaux 31-33 (faisant entre eux un angle de 120), 34 (faisant avec 33 un angle de 60) et 36 (faisant avec 34 un angle de 120) et avec deux conduits 32 (en 10 dérivation sur 33) et 35 (en dérivation sur 36). Les conduits 31 à 36 sont respectivement raccordés à six conduits radiaux 310-320...360 orientés à 60 l'un par rapport à l'autre. Chacun des conduits 310 à 360 aboutit à deux conduits dérivés, tels que 3501 et 3502, alignés entre eux de part et d'autre du point de bifurcation et incIinés d'un angle qui, dans l'exemple de réalisation décrit, est égal à 45, par rapport au conduit radial correspondant tel que 350.
On voit, à la figure 4, que ces conduits dérivés communiquent 20 chacun avec le canal 11 d'une touffe de poils par l'intermé-diaire d'un canal de liaison tel que 10101 et 10091. Une seule touffe de poils 1009 a été représentée à la figure 4, mais il est clair que la pièce 25 à l'intérieur de laquelle les conduits dérivés 3501-3502 et les canaux de liaison 10091 et 10101 sont définis, assure l'alimentation d'un couple de touf-fes de poils 1009 et 1010 (figure 3).
~ ` .
~L30315~
A la figure 3, on a représenté un moyeu 5 dont l'axe creux 6 est solidaire et une collerette 70 qui fait partie d'un manchon, non figuré t dans lequel l'axe 6 est monté en rotation libre.
On ~oit à la figure 4 que le conduit radial 35 est défini dans le moyeu 5, mais on n'a pas représenté les pièces de liaison entre le support de la touffe de poils 1009 et le moyeu 5.
Revenant à la figure 3, on voit que le conduit 310 alimente un 10 couple de touffes 1001-1002, le conduit 320 alimente deux touf-fes 1003-1004 etc... Les six touffes 1001-1003-1005~1007-1009-1011 et les six touffes 1002-1004-1006-1008-1010 et 1012 forment deux couronnes concentriques.
Les six touffes de chaque couronne sont uniformément réparties avec un pas angulaire de 60, tandis que les touffes d'une couronne sont déca' es angulairement de 30 par rapport à
celles de l'autre.
20 En comparant maintenant le fonctionnement de la brosse selon la variante des figures 3 et 4 avec celui de la brosse des figures 1 et 2, on peut tenter d'expliquer le fait que la première forme, de manière a priori surprenante, une distribution de peinture beaucoup plus uniforme que la seconde sur toute la surface de la bande peinte, avec toutefois, pour la première, une couche de peinture légèrement plus faible sur les bords de la bande : on notera que, pour pallier ce léger défaut, il ~3843 suffit, au passage suivant, de faire empiéter légèrement la seconde bande sur la première.
Avec la brosse des figures 1 et 2, il est évident que, avec les dimensions indiquées et une vitesse de déplacement de la brosse de l'ordre de 40 cm par seconde, les taches de peinture produi-tes par chaque touffe au cours des périodes de translation successives de la brosse seront distantes de 10 cm. Comme la distance entre les deux touffes qui forment des taches sur 10 chacun des rubans de 3 cm de large mentionnés plus haut est de 22 cm pour le ruban diamétral, ce ruban ne sera finalement couvert que par des couples formés chacun de deux taches en léger recouvrement, couples séparés les uns des autres par des distances de 10 cm. Par contre, la couverture en peinture sera meilleure pour les rubans proches des bords de la bande.
Dans certains cas, la brosse de lissage n'arrivera pas à régu-lariser complètement la distribution de peinture ainsi obtenue.
20 La rotation libre de la brosse autour de son axe s'effectue de manière plus ou moins aléatoire, dans un sens ou dans l'autre et avec une vitesse dont l'expérience montre qu'elle est comprise entre 0 et 20 T/m, suivant la vitesse de déplacement du plongeur et de ]a manière dont il appuie la brosse sur le subjectile (il appuie en général davantage d'un côté que de l'autre).
On notera que, pour la vitesse de rotation maximum constatée, le déplacement angulaire des touffes au cours d'une période de translation de la brosse est de 30, si bien que la seconde tache produite par une touffe donnée est nettement décalée latéralement par rapport à celle avec laquelle elle forme un couple. Mais ce décalage latéral n'améliore pas la couverture en peinture : il a simplement pour effet d'éviter une accentua-tion de l'effet de bord mentionné ci-dessus, qui serait due au fait que, en l'absence de la rotation, dans certaines direc-10 tions de déplacement de la machine, les rubans des bords de labande recoivent de la peinture de plus de deux touffes.
Si l'on analyse maintenant le fonctionnement de la brosse des figures 3 et 4, on s'apercoit qu'il existe trois directions privilégiées de déplacement de la machine, qui sont sensible-ment celles définies par les pièces allongées 22, 24 et 26 (inclinées à 60 les unes par rapport aux autres), pour lesquelles certains rubans seraient peints par quatre touffes en l'absence de rotation de la brosse. Il s'agit de rubans 20 relativement proches du centre, qui recevraient aussi quatre couches de peinture, les rubans proches des bords de la bande peinte n'en recevant qu'une et le ruban central deux. Du fait de la rotation plus ou moins aléatoire de la brosse, chaque région élémentaire peinte formée de une à quatre taches circu-laires se recouvran~ partiellement verra sa surface accrue et l'on obtiendra finalement une couverture suffisante et suffi-samment uniforme de la plus grande partie de la surface de la 1303~43 bande, quelle que soit la direction de déplacement, pour que la brosse lisseuse puisse l'égaliser complètement. C'est effecti-vement le résultat constaté.
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Claims (9)
1. Machine à peindre sous-marine comportant une brosse d'application de la peinture sur le subjectile en mouvement alternatif de translation, coopérant avec une brosse rotative de lissage d'axe parallèle à la direction de translation, caractérisée en ce que la brosse d'application est formée d'une pluralité de touffes de poils alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement et de façon régu-lière dans chaque touffe autour d'un canal central et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité
active, sans que les touffes soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
active, sans que les touffes soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
2. Machine à peindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la brosse d'application de la peinture est montée à rotation libre autour dudit axe.
3. Machine à peindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites touffes de poils forment des pinceaux généralement cylindriques uniformément distribués dans une première couronne cylindrique et que les poils de la brosse de lissage forment une seconde couronne cylindrique disposée autour de la première à proximité immédiate de celle-ci.
4. Machine à peindre selon la revendication 2, caractérisée par un axe creux d'amenée de la peinture, monté à
rotation libre dans l'axe d'un carter, par des conduits radiaux de distribution de la peinture solidarisés à la base dudit axe creux et en communication avec celui-ci, lesdits conduits étant également solidarisés à la première couronne et raccordés à une chambre annulaire de distribution de la peinture en communica-tion avec chacun desdits canaux audit point et par des moyens d'appliquer ledit mouvement de translation alternatif audit axe creux.
rotation libre dans l'axe d'un carter, par des conduits radiaux de distribution de la peinture solidarisés à la base dudit axe creux et en communication avec celui-ci, lesdits conduits étant également solidarisés à la première couronne et raccordés à une chambre annulaire de distribution de la peinture en communica-tion avec chacun desdits canaux audit point et par des moyens d'appliquer ledit mouvement de translation alternatif audit axe creux.
5. Machine à peindre selon la revendication 4, caractérisée par une bride formant la base dudit axe creux et solidarisée à un moyeu distributeur que comporte l'ensemble constitué par la première couronne et les conduits radiaux, par un roulement à billes formé entre ladite bride et une came annulaire centrée sur l'axe, ladite came étant entraînée en rotation par un disque d'entraînement de la brosse de lissage parallèle au fond du carter et extérieur à celui-ci, ledit disque étant lui même entraîné par un pignon monté sur l'arbre d'un moteur logé dans le carter, ladite came ayant un profil propre à l'exercice d'une poussée pulsatoire sur les billes et des organes de rappel élastique de l'axe creux étant prévus.
6. Machine à peindre sous-marine selon la revendication 1, caractérisée, en combinaison, en ce que la brosse d'application est montée à rotation libre autour de son axe et que les touffes de poils qui la composent sont distribuées suivant au moins deux couronnes concentriques et, les touffes de la couronne intérieure étant décalées angulairement par rapport à
celles de la couronne extérieure.
celles de la couronne extérieure.
7. Machine à peindre selon la revendication 6, caractérisée en ce que la distribution des touffes sur chaque couronne est uniforme et en nombre identique, le décalage correspondant à la moitié du pas angulaire de distribution.
8. Machine à peindre selon la revendication 6, dans laquelle l'alimentation en peinture de la brosse d'application comprend un axe creux relié à sa base à des conduits radiaux, caractérisée en ce que lesdits conduits radiaux sont répartis à
pas angulaire constant et aboutissent chacun à deux conduits dérivés alignés entre eux de part et d'autre du point de bifur-cation et inclinés d'un angle constant et dans un sens constant par rapport auxdits conduits radiaux, chacun de ces conduits dérivés étant raccordé, à son extrémité opposée à ce point de bifurcation, à un canal d'alimentation d'une touffe de poils, les touffes de poils formant ainsi des couples alimentés chacun par un conduit radial et deux conduits dérivés, en alignement l'un de l'autre et chaque couple se superposant exactement au suivant par rotation de la brosse autour de son axe.
pas angulaire constant et aboutissent chacun à deux conduits dérivés alignés entre eux de part et d'autre du point de bifur-cation et inclinés d'un angle constant et dans un sens constant par rapport auxdits conduits radiaux, chacun de ces conduits dérivés étant raccordé, à son extrémité opposée à ce point de bifurcation, à un canal d'alimentation d'une touffe de poils, les touffes de poils formant ainsi des couples alimentés chacun par un conduit radial et deux conduits dérivés, en alignement l'un de l'autre et chaque couple se superposant exactement au suivant par rotation de la brosse autour de son axe.
9. Machine à peindre selon la revendication 8, caractérisée par six couples dont les conduits dérivés sont sensiblement inclinés à 45° sur les conduits radiaux correspon-dants.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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