CH619884A5 - Disc-shaped plate for a sanding machine with suction - Google Patents

Description

La présente invention concerne un plateau en forme de disque pour ponceuse à aspiration des poussières.

Les ponceuses sont largement utilisées dans différentes opérations industrielles. Par exemple, dans l'industrie automobile, les carrosseries sont généralement poncées avant de recevoir une ou plusieurs couches d'apprêt et une ou plusieurs couches de peinture. Il est, en outre, fréquent que les couches intermédiaires soient poncées ou retouchées pour adoucir les angles et éliminer certaines imperfections avant l'application de la couche finale de peinture.

Pour résoudre les problèmes posés par le ponçage à sec, la demande de brevet canadien N° 148535 propose un système très efficace d'aspiration des poussières produites par une ponceuse. Ce système utilise une chambre à dépression entourant le plateau de ponçage et le disque abrasif. La chambre comporte plusieurs orifices répartis autour de la périphérie du disque abrasif circulaire de la ponceuse. Les orifices d'aspiration qui sont très proches de la zone attaquée par l'abrasif aspirent la quasi-totalité de la poussière dégagée.

Malgré son efficacité sur le plan de l'évacuation des poussières, ce système d'aspiration a deux inconvénients. D'une part, la chambre à dépression cache le disque abrasif et le plateau de ponçage à la vue de l'ouvrier qui ne peut donc voir le bord du disque et l'effet du ponçage sur la pièce. Il est connu qu'une grande partie des travaux de ponçage se font dans des zones particulières en utilisant le bord du disque abrasif et, pour exécuter l'opération proprement, l'ouvrier préfère toujours voir la surface qu'il est en train de poncer. Ce n'est pas possible lorsque la chambre à dépression de la ponceuse cache la périphérie du disque abrasif.

Le second inconvénient d'un tel système est également lié à la présence de la chambre à dépression qui forme une espèce de bourrelet autour de la périphérie du disque abrasif et qui empêche de poncer jusqu'au bord d'une pièce comportant un rebord ou une saillie quelconque. Ces parties de la pièce doivent être poncées à l'aide d'une ponceuse classique sans chambre à dépression, ce qui allonge l'opération et produit une certaine quantité de poussières qui a tendance à se déposer sur les autres parties de la pièce.

Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose le plateau pour ponceuse à aspiration, défini dans la revendication 1, permettant d'aspirer directement la poussière au niveau de la surface qui est en train d'être poncée, à travers le disque abrasif et le 5 plateau rotatif.

L'avantage de ce plateau réside dans le fait que les orifices d'aspiration du plateau créent des effets de succion localisés qui attirent la quasi-totalité des particules arrachées par l'abrasif. Ce résultat surprenant est vraisemblablement dû au fait que, dans les io ponceuses pneumatiques industrielles, le plateau et le disque abrasif sont animés non seulement d'un mouvement de rotation, mais aussi d'un mouvement vibratoire. Ces vibrations de fréquence relativement élevée font que, périodiquement, le disque abrasif s'écarte légèrement de la surface de la pièce. Il est vraisem-i5 blable que les particules arrachées à la surface de la pièce sont libres de se déplacer vers l'intérieur ou vers l'extérieur sous l'effet des courants d'air pendant les périodes des cycles vibratoires où le disque est légèrement écarté de la surface de la pièce. Grâce à cette migration intermittente, les particules sont pratiquement 20 toutes aspirées par les orifices du disque abrasif et du plateau.

Ce dispositif d'aspiration est si efficace qu'il enlève même les particules collant à la surface par attraction électrostatique. Ce point est d'un intérêt considérable dans les applications industrielles, car il devient pratiquement inutile d'essuyer la surface 25 après le ponçage en vue d'autres opérations comme la peinture. L'implantation des orifices d'aspiration dans la partie centrale et à la périphérie du plateau facilite l'entraînement des particules qui adhèrent à la surface de la pièce par attraction électrostatique.

Un autre avantage est que l'aspiration des orifices centraux 30 tend à plaquer le disque abrasif contre la surface de la pièce. L'opérateur n'a donc pas à appuyer fortement la ponceuse contre la surface de la pièce, ce qui est particulièrement commode pour poncer une surface par en dessous.

Un autre avantage du plateau est qu'il prolonge la durée de 35 vie des disques abrasifs. Cet effet est sans doute dû au fait que les particules arrachées par les grains d'abrasif sont immédiatement entraînés par le dispositif d'aspiration au lieu d'être moulues par la rotation du disque. Ainsi, les arêtes tranchantes des grains d'abrasif sont toujours disponibles pour attaquer la surface de la 40 pièce. De plus, l'entraînement immédiat des particules arrachées à la surface de la pièce évite l'encrassement du disque par accumulation de poussières entre les grains d'abrasif.

Un autre avantage inhérent à ce plateau est qu'il produit un écoulement d'air constant qui refroidit le disque abrasif, le pla-45 teau et les paliers de la ponceuse, dont la longévité est améliorée. Cet effet de refroidissement permet de poncer en continu alors que, jusqu'ici, l'opération de ponçage devait être périodiquement interrompue pour éviter un trop grand échauffement du disque et du plateau. Cela se traduit par un gain de productivité.

so Dans le cas d'un plateau de grand diamètre (par exemple 200 mm), l'expérience a montré qu'il était intéressant de disposer les passages d'aspiration périphériques non pas radialement, mais orientés dans le sens de la rotation dans le plan du disque. Cette configuration des orifices et des passages d'aspiration assure un 55 certain effet d'écopage de l'air périphérique qui s'ajoute à l'aspiration créée par la dépression. Si les passages étaient radiaux ou orientés vers l'arrière, la rotation du plateau n'aurait pas d'influence sur la capacité d'aspiration de l'air. Les passages d'aspiration périphériques et centraux se rejoignent dans l'épaisseur du 60 disque pour déboucher dans la partie centrale de sa face arrière en des orifices communs. Cette configuration permet de réduire le diamètre de la chambre à dépression qui ne doit de préférence pas dépasser de la périphérie du plateau pour les raisons précédemment indiquées.

65 Le choix des dimensions et de la configuration des orifices d'aspiration centraux doit faire l'objet d'une étude attentive. Il faut que les sections de passage des trous centraux soient suffisantes pour assurer une aspiration efficace des poussières. Les

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trous centraux doivent être relativement écartés pour répartir la puissance d'aspiration, mais si plusieurs trous sont percés sur un cercle concentrique, ils ne doivent pas être trop éloignés du centre pour éviter la formation d'une zone de stagnation de l'air permettant l'accumulation de poussières au centre du disque.

Le plateau de ponçage peut être constitué d'un disque circulaire semi-rigide garni sur sa face avant d'une semelle spongieuse souple de même diamètre. Il est souhaitable que le disque d'appui ne soit pas complètement rigide, car une légère flexibilité facilite le travail avec le bord du disque abrasif dans les régions difficiles à poncer comme les parties concaves, les congés, etc.

Dans certains cas, la chambre à dépression de la ponceuse peut avoir un diamètre voisin de celui du plateau pour couvrir toute sa face arrière. Il est cependant préférable de réduire le diamètre de la chambre pour minimiser l'encombrement de la ponceuse. Dans ce cas, on peut utiliser un couvercle flexible coiffant la face arrière du plateau, particulièrement pour les petits diamètres. Ce couvercle coopère avec la chambre à dépression pour canaliser l'air qui est aspiré par les passages du plateau. La rigidité de ce couvercle doit être adaptée à celle du disque d'appui semi-rigide du plateau, de façon à épouser ses déformations lorsque l'opérateur travaille avec le bord du disque.

D'excellents résultats ont été obtenus avec un disque d'appui et un couvercle moulés en une matière plastique dure comme le Nylon. La semelle souple peut être en caoutchouc mousse, en mousse de polyuréthanne souple ou semi-souple, ou en toutes autres matières appropriées. L'association d'une semelle spongieuse à un disque d'appui et à un couvercle semi-rigides donne un plateau de ponçage couvrant une large gamme d'applications.

Les passages d'aspiration peuvent être percés obliquement entre la face arrière du disque d'appui et sa surface circonféren-tielle ou le bord de sa face de travail garnie de la semelle souple. Les passages d'aspiration centraux sont percés plus ou moins verticalement dans la partie centrale du disque d'appui et débouchent dans la partie centrale de la semelle souple. Le couvercle, lorsqu'il existe, comporte également plusieurs trous d'aspiration percés en un cercle concentrique approximativement à mi-rayon. L'intérieur du couvercle communique ainsi avec la chambre à dépression qui est reliée à une source de vide, de façon à produire une aspiration au niveau des orifices du plateau.

Le disque d'appui peut prendre différentes configurations répondant à des exigences particulières. La première de ces exigences est évidemment une bonne répartition de l'aspiration entre les orifices périphériques et centraux, lorsqu'ils coexistent. Ces deux types d'orifices doivent à leur tour communiquer avec les orifices d'aspiration du couvercle.

Le centre du disque d'appui du plateau peut être muni d'un boulon axial qui se visse dans un trou taraudé à l'extrémité de l'arbre du moteur. Le sens du filetage est choisi pour assurer un serrage au moment du démarrage du moteur et pendant la rotation rapide du plateau. Si le filetage est de sens inverse, le plateau a tendance à se dévisser au démarrage et lorsqu'il attaque la pièce, ce qui peut être très dangereux à grande vitesse.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemples plusieurs formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une ponceuse pneumatique équipée pour l'aspiration des poussières à travers le disque de ponçage.

La fig. 2 est une vue de dessus d'un couvercle de plateau.

La fig. 3 est une vue de dessus du plateau de la ponceuse de la fig. 1.

La fig. 4 est une coupe diamétrale du plateau de la fig. 3.

La fig. 5 est une coupe diamétrale du plateau de la fig. 3 associé au couvercle de la fig. 2.

La fig. 6 est une vue en plan d'un disque abrasif à jupe périphérique souple.

La fig. 7 est une vue en élévation latérale d'une ponceuse aspirante dont le plateau rotatif est équipé d'un disque abrasif comme celui de la fig. 6.

La fig. 8 est une coupe partielle du plateau et de la chambre à vide de la ponceuse de la fig. 7.

La fig. 9 est une vue en perspective du dessous de la ponceuse montrant particulièrement la configuration du disque abrasif.

La fig. 10 est une coupe diamétrale d'un plateau de ponçage à semelle souple annulaire.

La fig. 1 représente une ponceuse pneumatique 1 dont le moteur est alimenté en air comprimé par un tuyau souple la pour entraîner en rotation un plateau de ponçage 2. Le plateau 2 est surmonté d'un couvercle 4 qui communique avec une chambre à dépression 10 comportant un embout d'aspiration 13. On voit, sur la fig. 1, que le plateau 2 comporte une série d'orifices d'aspiration périphériques ; il peut également comporter des orifices d'aspiration centraux.

Le plateau 2 se compose d'un disque semi-rigide 8 raidi par des nervures radiales, et d'une semelle souple 9 fixée sous le disque 8 (voir fig. 3). La semelle 9 peut avoir différents degrés de souplesse selon le type de ponçage à effectuer. Le plateau 2 comporte, à sa périphérie, un ou plusieurs orifices d'aspiration 7. En pratique, l'embout 13 est relié à une source de vide qui crée une dépression dans la chambre 10 et dans le système de passage du plateau rotatif 2.

En général, le couvercle 4 et le disque d'appui 8 sont semi-rigides et, lorsqu'ils sont déformés par une pression sur la surface de la pièce, le couvercle 4 a tendance à s'écarter localement du bas de la chambre à dépression 10. Pour maintenir quand même une bonne étanchéité, le bas de la chambre 10 est muni d'une jupe souple 3 qui appuie sur le couvercle 4. La jupe 3 est généralement une bande de caoutchouc (ou d'une matière élastique similaire) dont les dimensions sont calculées pour former un pli 3a sensiblement à mi-hauteur. L'élasticité de la jupe 3 maintient une pression constante sur la face arrière du couvercle 4. Pour empêcher que la jupe ne remonte le long de la chambre à dépression 10, cette dernière forme un siège annulaire 14 en dessous de l'embout d'aspiration 13. Le siège 14 peut être formé dans la surface extérieure de la chambre 10 ou peut être une bague métallique rapportée autour de la surface extérieure de la chambre. Le disque nervuré forme une gorge circonférentielle 23 qui peut recevoir une bague élastique servant à fixer le disque abrasif sur le plateau, comme on le verra en détail dans la suite.

La chambre 10 comporte un dispositif de suppression de la dépression consistant en une fente horizontale 70 et en une plaque incurvée 71. Un bouton 72 est fixé à la plaque 71 qui peut se déplacer horizontalement derrière la fente 70 à l'intérieur de la chambre 10. Lorsque le bouton 70 est dans sa position de la fig. 1, la chambre 10 est complètement fermée et la dépression appliquée par l'embout 13 est transmise aux trous d'aspirations 7. Inversement, lorsque le bouton 72 est tiré vers l'extrémité de droite de la fente 70 (sur la fig. 1), la plaque 71 coulisse à l'intérieur de la chambre 10 et vient obturer le passage de l'embout 13. L'absence de dépression facilite le changement de disque abrasif. En l'absence de ce dispositif, le disque abrasif a tendance à être aspiré dans les trous 7 et risque de se déchirer ou de se déformer. En amenant le bouton 72 et la plaque 71 dans une position intermédiaire le long de la fente 70, on peut doser la force d'aspiration.

On voit, sur la fig. 2, que le couvercle 4 est percé de plusieurs trous de communication 5 autour d'un trou central 18.

La fig. 3 est une vue en plan montrant le dessus du disque d'appui 8, qui est renforcé par des nervures radiales et la partie marginale de sa semelle souple 9. Plusieurs trous d'aspiration 6 sont percés dans la partie centrale du disque et plusieurs trous d'aspiration 7 sont percés dans la partie périphérique du disque. Une tige filetée 17 est fixée au centre du disque d'appui 8. Dans la configuration illustrée, il y a huit trous d'aspiration centraux et huit trous d'aspiration périphériques qui assurent une évacuation efficace des poussières de ponçage.

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La fig. 4 est une coupe du plateau de la fig. 3 dans le plan diamétral A-A. On voit que les trous centraux 6 traversent toute l'épaisseur du plateau. Par contre, les trous périphériques 7 relient l'intérieur du disque nervuré 8 à la surface circonférentielle de la périphérie de la semelle élastique 9.

La coupe de la fig. 5 représente le plateau de la fig. 4 et également le couvercle 4 qui est associé au disque nervuré 8. Le couvercle 4 est traversé par des trous 5 qui communiquent à la fois avec les trous centraux 6 et avec les trous périphériques 7 du plateau 2. Lorsque le plateau est coiffé de son couvercle 4, il constitue une sorte de chambre à dépression rotative.

La fig. 6 représente la forme en plan d'un disque abrasif 15 qui se monte sur le plateau 2 et qui comporte des trous centraux et périphériques correspondant à la configuration des orifices d'aspiration des fig. l à 5. Le disque abrasif comporte une partie centrale circulaire 15 percée d'une série de trous 20 à proximité de son centre. La partie 15 est entourée d'une jupe souple 16 qui est découpée d'une série d'encoches radiales 21. Le disque est recouvert d'une substance abrasive 22 sur sa partie centrale 15, mais pas sur sa jupe périphérique 16. Le disque comporte un trou de centrage 19 destiné à faciliter son positionnement et sa fixation sur le plateau 2.

La fig. 7 est une vue en élévation latérale de la ponceuse pneumatique de la fig. 1, dont le plateau rotatif est recouvert d'un disque abrasif ayant la forme illustrée sur la fig. 6. Le disque étant centré sur le plateau, on replie les segments de sa jupe souple 16 contre la surface circonférentielle du plateau en prenant soin de faire coïncider les encoches 21 avec les trous d'aspiration 7. Ainsi, la jupe 16 ne gêne pas le passage de l'air qui est aspiré dans les trous 7. La jupe 16 est serrée contre la surface circonférentielle du plateau par une bague élastique 24 qui s'engage dans la gorge périphérique 28 du disque d'appui 8 (voir fig. 1). Le disque abrasif 15 est fixé au plateau 2, de manière que sa surface abrasive soit tournée vers l'extérieur.

La fig. 8 représente partiellement l'intérieur de la ponceuse de la fig. 7 et indique les trajets suivis par l'air qui est aspiré par les orifices 6 et 7 du plateau lorsqu'une dépression est appliquée à la chambre 10. En pratique, on peut brancher un aspirateur industriel sur l'embout 13, par exemple un aspirateur de 1,5 kW de la marque Eurêka. Pour l'adaptation d'un tel aspirateur, l'embout 13 doit avoir un diamètre de 32 mm. On voit, sur la fig. 8, que l'air, qui est aspiré par les trous centraux 6 et par les trous périphériques 7 du plateau, traverse le couvercle 4 par les trous 5 et aboutit dans la chambre à dépression 10 d'où il est entraîné 5 vers l'aspirateur par l'embout 13. Un tel système permet d'aspirer l'air des orifices 6 et 7 avec des fuites minimes, même lorsque le plateau 2 tourne à grande vitesse par rapport au reste de la ponceuse. La fig. 8 montre également comment le plateau 2 est monté sur l'arbre 25 du moteur pneumatique. A cet effet, l'arbre 25 io porte à son extrémité inférieure un mandrin 26 dans lequel se visse la tige filetée 17 du plateau 2 (fig. 4). Lorsque la tige 17 est vissée à fond, elle est immobilisée au moyen d'une vis de blocage latéral 27.

La fig. 9 est une vue en perspective de dessous de la pon-is ceuse 1, montrant en particulier la chambre à dépression 10, le dessous du plateau 2 et le disque abrasif 15. Les huit trous d'aspiration 6 sont répartis en cercle dans la partie centrale de la semelle 9. Leurs positions angulaires correspondent à celles des trous périphériques 7. Cette configuration facilite l'usinage des 20 trous 6 et 7 et également le montage du disque abrasif.

Sur la fig. 9, le disque abrasif 15 est de forme annulaire et comporte une grande ouverture centrale 28. On peut également utiliser le disque de la fig. 6 qui est percé de huit trous centraux 20 correspondant aux trous 6 du plateau. La jupe flexible 16 du 25 disque abrasif est fixée à la périphérie du plateau à l'aide d'une bague de caoutchouc 24.

Dans certaines applications de ponçage, il est souhaitable de travailler avec un plateau très souple. Pour cela, on rajoute généralement une semelle annulaire en un matériau cellulaire. Cette 30 technique est facilement applicable au plateau, comme illustré sur la fig. 10. Le plateau en question est celui de la fig. 5, qui est complété par une semelle additionnelle 54 montée directement sous la semelle normale 9. La semelle annulaire 54 est disposée concentriquement et est maintenue en place par le disque abra-35 sif 15 qui comporte, dans ce cas, une ouverture centrale unique. On pourrait aussi utiliser le disque abrasif de la fig. 6, à condition que la configuration de ses trous centraux n'empêche pas le fonctionnement correct de l'aspiration du plateau. Le disque abrasif 15 est fixé au plateau par sa jupe 16 qui est maintenue en "to place par une bague élastique 24, comme décrit précédemment.

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2 feuilles dessins

Claims (2)

619884 2 REVENDICATIONS

1. Plateau en forme de disque pour ponceuse à aspiration, caractérisé en ce qu'il comprend des portions supérieure et inférieure munies d'un premier groupe d'ouvertures pratiquées à travers le plateau en direction normale à celui-ci, en ce que la portion inférieure est faite d'un matériau flexible, élastique, capable de se conformer au contour d'une surface à poncer, en ce que la portion supérieure, liée à la portion inférieure, est en un matériau plus ferme, en ce que la périphérie extérieure du plateau est, vers le haut, inclinée vers l'intérieur et comprend une gorge périphérique constituant un logement pour une bague élastique de serrage, en ce que la portion supérieure du plateau comporte un bossage central de liaison, un moyen d'entraînement et une pluralité de nervures s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du bossage jusqu'à une lèvre supérieure externe délimitant, avec les nervures, une pluralité de chambres de dépression, en ce que chacune des ouvertures du premier groupe aboutit dans l'une desdites chambres de dépression, et en ce que la paroi périphérique externe inclinée du plateau comporte une série d'ouvertures dont chacune aboutit dans l'une desdites chambres.

2. Plateau selon la revendication 1, caractérisé par un couvercle centré sur la face supérieure du plateau et fermant le haut des chambres, et comprenant une série d'ouvertures en regard des chambres.