EP0094850A2 - Installation de grenaillage de pièces de formes quelconques au moyen d'une lance orientable - Google Patents

Installation de grenaillage de pièces de formes quelconques au moyen d'une lance orientable Download PDF

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EP0094850A2
EP0094850A2 EP83400487A EP83400487A EP0094850A2 EP 0094850 A2 EP0094850 A2 EP 0094850A2 EP 83400487 A EP83400487 A EP 83400487A EP 83400487 A EP83400487 A EP 83400487A EP 0094850 A2 EP0094850 A2 EP 0094850A2
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EP
European Patent Office
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shot
lance
nacelle
nozzle
installation according
Prior art date
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Withdrawn
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EP83400487A
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German (de)
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EP0094850A3 (fr
Inventor
René Gervais
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Promecam Sisson Lehmann SA
Original Assignee
Promecam Sisson Lehmann SA
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Publication date
Application filed by Promecam Sisson Lehmann SA filed Critical Promecam Sisson Lehmann SA
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Publication of EP0094850A3 publication Critical patent/EP0094850A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00Abrasive blasting machines or devices; Plants

Definitions

  • the subject of the present invention is an installation for blasting pieces of any shape, for example foundry pieces to be sanded or forged to be descaled, by means of an adjustable lance capable of projecting a shot of shot onto the piece.
  • Manual shot blasting in the cabin has many drawbacks: first of all, it is painful for the operator, who must remain for the entire duration of shot blasting in a protective suit and must bear the weight of the lance. Moreover, it poses problems in point of view of operator safety, breathing indeed air polluted by dust, and must also withstand the nuisance caused by noise e peening.
  • the object of the invention is therefore to propose a shot peening installation of the kind comprising a movable nacelle, which is arranged so as to eliminate these drawbacks.
  • the installation is characterized in that, in combination, the nacelle is movable vertically on a support frame, the lance comprises a terminal nozzle for projecting the shot articulated on a tubular body of the lance, in order to allow a suitable orientation of the shot of shot, the body of the lance is mounted sliding axially through the vertical wall of the nacelle, and a turbine to protect the glass against the rebounds of shot closing the observation opening of the wall is subject to the latter.
  • the nacelle the axial displacement of the lance through the wall of the nacelle, and the articulation of the projection nozzle on the body of the lance, allows the operator to position the projection nozzle in the three dimensions at all the locations required to allow complete blasting of the entire surface of the part to be blasted, even if this part has a particularly complex shape.
  • the tubular body of the lance is rotatably mounted around its axis on a fixed rotating connector, located on the operator's side relative to the wall of the nacelle, by means of a bearing provided with seals, one of which closes the bottom of an annular chamber opening into the interior of the rotating body and of the fixed connection, and means are provided for injecting a compressed gas during shot blasting in the annular chamber in order to constantly push back the grains of shot tending to enter this chamber and to damage the seal.
  • the compressed gas preferably air
  • the compressed gas is injected into the annular chamber through a conduit, either into a ring for holding the bearings and seals integral with the rotating body, or else into their fixed connection.
  • This second solution has the advantage of securing the compressed gas injection pipe with a fixed part, instead of a rotating part.
  • the nacelle is suspended from a flexible vertical curtain carried by the frame and the ends of which can be wound and unwound simultaneously around horizontal axes, one of which is coupled to a motor d drive, and the sides of the nacelle are guided by vertical rails of the frame.
  • the turbine provided by the invention comprises blades whose angular deviation and the speed of rotation are determined in correlation with the average speed of the grains of shot projected towards the glass, so that these grains are, in almost all cases , caught and returned by the blades before they could reach the window.
  • This turbine is driven by an electric motor fixed to the wall of the nacelle, on the inside of the blasting cabin.
  • the projection nozzle has flexible tubing, one end of which is fixed to the tubular body, and this tubing can be folded in a vertical plane to a position substantially perpendicular to the axis of the body. of the lance by an operable device of the nacelle by the operator.
  • the installation shown in the drawings is intended for the shot peening of parts of any shape to descale them, to sand them or for any other shot peening treatment. It comprises an adjustable lance 1, capable of projecting a shot of shot onto a part 2 (FIG. 2), and a nacelle 3 for supporting the lance 1, which passes through the wall 4 about halfway up.
  • the shot blasting lance 1 therefore has a part outside the shot blasting cabin in which the piece 2 is located, and an inside part to this cabin, comprising a nozzle 5 for projecting shot.
  • the vertical wall 4 of the nacelle 3 is secured to a horizontal platform 6 capable of receiving an operator 7 who controls the orientation and positioning of the lance 1 and its nozzle 5 by appropriate means, in particular a manual flywheel 9 secured of the lance 1, the monitoring of the operation being possible by a glazed opening 11 made in the upper part of the wall 4.
  • the nacelle 3 advantageously comprises a seat 12 ( Figures 3 and 4), allowing the operator 7 to sit.
  • the nacelle 3 is mounted vertically movable on a fixed support frame 13, comprising two vertical uprights 14 connected at their top by a cross member 15, which supports a flexible curtain 16 from which the nacelle 3 is suspended.
  • the latter, suspended from the curtain 16 can slide vertically between the uprights 14 acting as slides, this sliding being guided by means of rollers 17 rolling. on the uprights 14 ( Figures 1 and 3).
  • the ends of the flexible curtain 16 can be rolled up for one and unrolled for the other, simultaneously, around horizontal axes 18, 19, the upper axis 18 being placed on the crosspiece 15 and the lower axis 19 being fixed at the base of the uprights 14.
  • the return rollers 21 and 22 are mounted respectively at the top and at the base of the uprights 14.
  • the vertical movement of the curtain 16 and therefore of the nacelle 3 is controlled by a geared motor 23 placed on the fixed frame 13 in the vicinity of the axis 18 (figure 3).
  • the lance 1 is supplied with shot by a flexible pipe 20 (FIG. 1) in a manner known per se. For each height position of the nacelle 3, the lance 1 has several degrees of freedom which make it possible to properly position the injection nozzle 5 relative to the workpiece.
  • the shot 5 projection nozzle is flexible and articulated on the end of the rigid tubular body 24.
  • the articulation of the nozzle 5 is arranged to allow the latter to pivot from the horizontal to a tilted down position, perpendicular to the axis XX 'of the lance 1.
  • the rigid tubular body 24 of the lance 1 passes through two ball bearings 27 held by spacers 28, rings 29 coaxial with the body 24 and provided with seals 31, the spacers 28 being themselves arranged inside d '' a spherical cap 32 or ball joint. Compressed air is injected between the two bearings 27, by means not shown to prevent the introduction of shot.
  • the cap 32 is housed in a housing 33 which surrounds the body 24 and is fixed to the wall 4, on the outside of the blasting cabin by bolts or screws 34.
  • the wall 4 has an annular opening 35 large enough to allow angular movement of the lance 1 inside a cone whose apex is the center of the ball joint 32 and whose edges pass through the periphery of the annular opening 35.
  • the latter is closed by a flexible membrane 36 fixed on the one hand to the wall 4 by the screws 34 and on the other hand embedded in an annular groove of the ring 29.
  • the amplitude of the angular movement authorized by the ball joint 26 is therefore linked to the angular opening between the center of the ball 32 and the periphery of the opening 35.
  • the nacelle is equipped with a jack 36 (FIG. 3), preferably electric, the body is articulated on the wall 4 under the lance 1, and whose rod 37 is articulated on the ring 29 external to the shot blasting cabin.
  • the control of this electric actuator 36 exempts the operator from making the effort of manually orienting the lance, which he can however do if necessary by using the steering wheel 9.
  • the projection nozzle 5 comprises a flexible tube 38, one end 38a of which is embedded in the end fitting 39 of the body 24, and fixed to this tip by members such as screws 30.
  • the opposite end 38b is also embedded in a rigid end piece 41 to which it is fixed by a tightening ring 42 crossed by screws 43.
  • the length of the flexible tube 38 is determined to allow it to be bent at right angles to the axis XX 'of the rigid body 24 (position shown in Figure 5).
  • the invention provides a device for maneuverable control of the nacelle 3 by the operator.
  • these means for operating the nozzle 5 comprise two cables 44, preferably made of steel, diametrically opposite on either side of the tube 38 and which extend from the end 38b of that -this to a control device 45 mounted on the body 24 inside the nacelle 3.
  • the ends of the cables 38 are clamped between the end piece 41 and the screws 43 which therefore ensure that they are held in place at the end of the flexible tube 38.
  • the cables 44 are held by several collars 46 coaxial with the tubing 38, by means of screws not shown.
  • the cables 44 extend in a reserved annular space between the tubular body 24 and a coaxial socket 47 secured to the body 24 by a series of screws such as 48.
  • the means for controlling the inclination of the flexible nozzle 5 on the axis XX ′, constituted by the device 45 are described below with reference to FIGS. 5 and 7).
  • These means comprise two connecting rods 49 arranged on each side of the tubular body 24, secured by spacers 51 and articulated rotatably on axes 52 supported by the body 24.
  • the spacers 51 are secured with the ends 44a of the cables 44, by winding said ends around the spacers 51, so that the pivoting of the connecting rods 49 around their axes 52 causes a pull on one cable 44 and a push on the other cable, which cause the flexible nozzle 5 to bend.
  • the tilting of the links 49 around their axes 52 is controlled, in this example, by a crank 54 fixed to a threaded rod 55 passing through a piece 56 of connection between the lower ends of the links 49, in which it is supported by bearings 57 sliding in oblong holes 58 of the rods 49.
  • the threaded rod 55 is supported at its ends by the walls of a housing 59 which contains the links 49 and to the walls of which the axes 52 are fixed.
  • the housing 59 is crossed by the tubular body 24, between the links 49, and is supported on this body 24 by a part 61.
  • the flexible tube 38 undergoes downward bending, which increases as the rotation of the crank 54 continues as well as the traction on the lower cable 44 while the upper cable 44 is released. .
  • the rods 49 are in their extreme position visible in FIG. 5, with their lower ends abutting against the wall of the housing 59.
  • the nozzle 5 is then oriented vertically downwards, assuming that the tubular body 24 is horizontal. If the latter has an inclination on the horizontal plane, the axis of the terminal part of the nozzle 5 is perpendicular to the axis XX ′ of the body 24. To return the nozzle 5 to its initial position, the procedure obviously is by rotation of the crank 54 in the opposite direction.
  • the end of the tubular body 24 located in the nacelle 3 is rotatably mounted around the axis of said body 24 on a connector 62 fixed in rotation, integral with a tube 63.
  • This assembly is produced by means of a ball bearing 64 provided with two annular seals 65, 66.
  • the bearing 64 and the seals 65, 66 are held on the connector 62 by rings 67, 68 coaxial with the connector 62, bolts such as 69 ensuring the fixing of the ring 68 on the ring 67.
  • the junction between the body 24 and the ring 67 is provided by a ring 71 welded to the body 24, and applied in a sealed manner against the ring 67.
  • the seal 66 located on the side of the body 24 closes the bottom of an annular chamber 72 reserved between the end of the fixed connector 62 and the ring 67, this chamber 72 opening into the interior of the body 24 and of the ring 71.
  • Means are provided for injecting a compressed gas (preferably air) during shot-blasting into the annular chamber 72, in order to constantly push back the grains of shot injected in the direction of arrow G inside the lance, which tend to penetrate inside the chamber 72 and consequently damage the seal 66.
  • a compressed gas preferably air
  • these means consist of an annular channel 73 formed in the ring 67. And which communicates with a bore 74 also formed therein.
  • Channel 73 opens in the chamber 72, and a pipe 75 communicating with the bore 74 supplies the latter and the channel 73 with compressed air during the blasting.
  • the compressed air supply pipe 75 is integral with a rotating part, namely the ring 67 which in fact rotates integrally with the body 24, which constitutes a disadvantage.
  • the latter can be overcome by fitting, according to an advantageous variant, the compressed air injection channel transversely in the tube 63, then longitudinally in the fixed connector 62, until opening into the chamber 72. The piping compressed air supply is then secured to the tubing 63 fixed in rotation.
  • the turbine 76 known per se, comprises a set of blades 77 arranged radially around an axis 78 fixed to the end of a support arm 79, itself secured to an electric motor 81 of drive fixed so known per se at the wall 4 of the nacelle, on the side of the blasting cabin.
  • the blades 77 are integral with a rotary bearing 82, mounted coaxially on the axis 78 with interposition of rolling 83. is driven by belt 80.
  • the angular difference between the blades 77 and their speed of rotation are determined in correlation with the average speed of the grains of shot projected towards the glass 11, so that these seeds are struck and returned by the blades 77 before they could reach the glass 11.
  • the shot blasting installation targeted by the invention comprises (FIG. 2) a plate 84 for receiving the piece 2 to be shot blasted, rotatably mounted around a vertical axis on a carriage 85 which can be moved horizontally.
  • the plate 84 is provided at its periphery with fins 86, constituted by vertical plates welded under the plate 84, and arranged at equal angular intervals.
  • the plate 84 When the shot of shot is directed on a fin 86, the plate 84 is rotated about its axis and consequently the piece to be shot, the entire surface of which can thus be exposed to the jets of shot after a complete rotation of 360 ° .
  • the lance 1 is equipped with at least one projector (not shown), known per se, which permanently illuminates the working area.
  • the light from this projector is chosen to allow the operator to see through the cloud of dust caused by cleaning the room.
  • the operation of the shot blasting installation contemplated by the invention clearly results from the description given above.
  • the operator can control the position of the end of the projection nozzle 5 by report to the part to be blasted according to several parameters on which it can act successively or simultaneously, in order to reach all the parts of the part.
  • the operator can thus raise and lower the nacelle 3 by controlling the motor 23 for driving the latter by means known per se and not shown; it can slide the lance 1 axially through the wall 4 by pushing on the manual flywheel 9; it can also rotate the lance 1 around its axis thanks to the rotary joint 25, tilt the lance in a vertical plane by means of the electric actuator 36, rotate it inside a cone as indicated above, and finally tilt the flexible nozzle 5 up to the perpendicular with the axis of the rigid body 24.
  • the shot blasting installation according to the invention has the following advantages.
  • the nacelle allows the operator to control from the outside of the blasting booth all the blasting operations on parts of any shape. This removes the drudgery of operations carried out manually under helmet protective suits, avoids the operator to breathe air polluted by dust, and protects him from the noise caused by shot blasting.
  • the operator is protected from the rebounds of the shot on the part to be treated, and can work seated on the seat 12, without a suit, helmet or protective gloves.
  • the electric actuator 36 relieves the operator of the weight of the lance, which he can effortlessly control movement in a vertical plane. On the other hand, the operator must manually maneuver the control device 45 of the lance in rotation on itself, by maneuver of the crank 54.
  • the invention is not limited to the embodiments described above and can include numerous variant embodiments.
  • more than two cables such as 44 could be provided to tilt the flexible nozzle 5.
  • these cables can be replaced by a jack articulated on the flexible tube 38 and carried by the rigid body 24.
  • the installation can be equipped with cylinders or additional electric motors to assist the long-stroke or large-amplitude movements of the lance, that is to say axially and angularly from bottom to top.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

installation de grenaillage de pièces de formes quelconques, comprenant une lance (1) orientable apte à projeter un jet de grenaille sur la pièce, montée sur une nacelle (3) mobile.
La nacelle (3) est déplaçable verticalement sur un bâti fixe (13), la lance (1) est montée coulissante axialement à travers la paroi (4) de la nacelle (3), et rotativement autour de son axe au moyen d'un joint tournant (25), et elle comporte une buse de projection (5) de grenaille articulée de manière à pourvoir être inclinée jusqu'à la perpendiculaire avec l'axe de la lance (1), une turbine (76) étant installée devant la vitre (11).
Cet agencement confère à la buse (5) tous les degrés de liberté pour exposer la totalité de la pièce au jet de grenaille, tandis que la turbine (76) protège la vitre (11) contre les rebonds de grenaille.

Description

  • La présente invention a pour objet une installation de grenaillage de pièces de formes quelconques, par exemple des pièces de fonderie à dessabler ou de forge à décalaminer, au moyen d'une lance orientable apte à projeter un jet de grenaille sur la pièce.
  • Pour exécuter ce genre de grenaillage, on procède actuellement de trois manières : ou bien de façon purement manuelle, l'opérateur à l'intérieur d'une cabine étant revêtu d' une sorte de scaphandre de protection contre les rebonds de grenaille et la poussière, et supportant tout le poids de l'extrémité de la lance, ou bien l'opérateur est situé à l'extérieur et travaille bras enfilés dans des gants traversant la paroi, observant la pièce par un regard vitré. Il existe par ailleurs des installations comportant une nacelle supportant l'opérateur et déplaçable verticalement. La pièce à grenailler étant disposée dans une cabine fermée le long d'une des parois de laquelle se déplace la nacelle, la lance traverse cette paroi de manière étanche au moyen d'un dispositif approprié, agencé en outre pour permettre d'orienter la lance dans diverses directions afin de parfaire le grenaillage de la pièce.
  • Le grenaillage manuel en cabine présente de nombreux inconvénients : tout d'abord il est pénible pour l'opérateur, qui doit demeurer pendant toute la durée du grenaillage sous une combinaison de protection et doit supporter le poids de la lance. De plus, il pose des problèmes au point de vue de la sécurité de l'opérateur, qui respire en effet un air pollué par les poussières, et doit également supporter la nuisance provoquée par le bruit du grenaillage.
  • Le grenaillage manuel à l'aide de gants fixés sur la paroi réduit énormément le champ d'action de l'opérateur, sans compter la fatigue occasionnée par la.manoeuvre de la lance (même ouopendue).
  • Le gronaillage mécanique au moyen d'une nacelle mobile out évidement benucoup moins pénible pour l'opérateur, qui n'est la cabine de grenaillage, et est relativement isolé de la source sonore. Par contre, d'autres inconvénients sont obser- vés : ainsi on constate que les rebonds des grains de grenaille contre la vitre ménagée dans la paroi de la cabine, pour permettre le contrôle du grenaillage par l'opérateur, dépolissent à la longue cette vitre, qui doit alors être remplacée périodiquement. D'autre part, les mouvements que peut exécuter la lance dans différentes directions ne sont pas toujours suffisants pour parfaire le grenaillage de certaines pièces de forme complexe. Enfin, même si l'opérateur n'a plus à supporter tout le poids de la lance, la manoeuvre de celle-ci nécessite encore des efforts manuels relativement importants, qui deviennent pénibles au bout d'un certain temps.
  • L'invention a donc pour but de proposer une installation de grenaillage du genre comportant une nacelle mobile, qui soit agencée de manière à éliminer ces inconvénients.
  • Suivant l'invention, l'installation est caractérisée par le fait que, en combinaison, la nacelle est déplaçable verticalement sur un bâti support, la lance comporte une buse terminale de projection de la grenaille articulée sur un corps tubulaire de la lance, afin de permettre une orientation convenable du jet de grenaille, le corps de la lance est monté coulissant axialement à travers la paroi verticale de la nacelle, et une turbine de protection de la vitre contre les rebonds de grenaille obturant l'ouverture d'observation de la paroi est assujettie à cette dernière. La combinaison du déplacement vertical de. la nacelle, du déplacement axial de la lance à travers la paroi de la nacelle, et de l'articulation de la buse de projection sur le corps de la lance, permet à l'opérateur de positionner la buse de projection dans les trois dimensions à tous les emplacements voulus pour permettre un grenaillage complet de la totalité de la surface de la pièce à grenailler, même si cette pièce a une forme particulièrement complexe.
  • L'adjonction d'une turbine à l'installation, montée devant la vitre d'observation de la'nacelle, protège efficacement cette vitre en empêchant les grains de grenaille de rebondir jusqu'à celle-ci, ces grains étant en effet happés par les pales et renvoyés à l'intérieur de la cabine avant qu'ils n'aient pu atteindre la vitre. Dans ces conditions, la quasi-totalité des grains de grenaille est effectivement arrêtée, ce qui empêche le dépolissage progressif de la vitre qui n'a donc plus besoin d'être remplacée au bout d'un certain temps.
  • Suivant une caractéristique de l'invention, le corps tubulaire de la lance est monté rotativement autour de son axe sur un raccord fixe en rotation, situé du côté de l'opérateur par rapport à la paroi de la nacelle, par l'intermédiaire d'un roulement pourvu de joints d'étanchéité dont l'un ferme le fond d'une chambre annulaire débouchant à l'intérieur du corps tournant et du raccord fixe, et des moyens sont prévus pour injecter un gaz comprimé pendant le grenaillage dans la chambre annulaire afin de refouler constamment les grains de grenaille tendant à pénétrer dans cette chambre et à endommager le joint d'étanchéité.
  • Le gaz comprimé, de préférence de l'air, est injecté dans la chambre annulaire par un conduit ménagé, ou bien dans une bague de maintien des roulements et des joints solidaires du corps tournant, ou bien dans leur raccord fixe. Cette seconde solution présente l'avantage de solidariser le tuyau d'injection du gaz comprimé avec une pièce fixe, au lieu d'une pièce tournante.
  • . L'injection d'un anneau de gaz comprimé dans la zone de jonction entre le corps tournant et le raccord fixe de la lance protège donc très efficacement le joint d'étanchéité situé de ce côté, et le cas échéant le roulement à billes.
  • Suivant une autre particularité de l'invention, la nacelle est suspendue à un rideau vertical souple porté par le bâti et dont les extrémités peuvent s'enrouler et se dérouler simultanément autour d'axes horizontaux, dont l'un est accouplé à un moteur d'entraînement, et les côtés de la nacelle sont guidés par des glissières verticales du bâti.
  • La turbine prévue par l'invention comporte des pales dont l'écart angulaire et la vitesse de rotation sont déterminés en corrélation avec la vitesse moyenne des grains de grenaille projetés vers la vitre, de façon que ces grains soient, dans la presque totalité des cas, happés et renvoyés par les pales avant qu'ils n'aient pu atteindre la vitre. Cette turbine est entraînée par un moteur électrique fixé à la paroi de la nacelle, du côté intérieur à la cabine de grenaillage.
  • Dans une forme de réalisation de l'installation, la buse de projection comporte une tubulure souple dont une extrémité est fixée au corps tubulaire, et cette tubulure peut être pliée dans un plan vertical jusqu'à une position sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps de la lance par un dispositif manoeuvrable de la nacelle par l'opérateur.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple, une forme de réalisation. non limitative.
    • - La figure 1 est une vue en perspective de la nacelle mobile de l'installation de grenaillage selon l'invention.
    • - La figure 2 est une vue en perspective de l'intérieur de la cabine de grenaillage, montrant la partie de la lance intérieure à celle-ci et une pièce à grenailler.
    • - La figure 3 est une vue en élévation latérale à échelle agrandie de l'installation des figures 1 et 2.
    • - La figure 4 est une vue en élévation frontale de la nacelle de la figure 3 et de son bâti-support sur lequel elle est montée mobile verticalement:
    • - La figure 5 est une vue mi-coupe longitudinale, mi-élévation de la lance équipant l'installation, montrant en particulier un mode de réalisation de sa buse souple.
    • - La figure 6 est une vue mi-coupe axiale, mi-élévation, à échelle agrandie, du dispositif de raccordement de la buse souple au corps rigide de la lance.
    • - La figure 7 est une vue en élévation suivant la flèche K de la figure 5 du dispositif permettant à l'opérateur de commander la flexion de la buse d'injection souple dans un plan vertical.
    • - La figure 8 est une vue en coupe transversale suivant VIII-VIII de la figure 5.
    • - La figure 9 est une vue de dessus avec arrachement partiel de la turbine de protection de la vitre de la nacelle, et de son moteur d'entraînement.
    • - La figure 10 est une vue en élévation de la turbine et du moteur de la figure 8.
    • - La figure 11 est une vue en coupe axiale du joint tournant agencé dans la partie de la lance extérieure à la cabine de grenaillage, et permettant à la lance de tourner autour de son axe.
  • L'installation représentée aux dessins est destinée au grenaillage de pièces de formes quelconques pour les décalaminer, les dessabler ou pour tout autre traitement de grenaillage. Elle comprend une lance 1 orientable, apte à projeter un jet de grenaille sur une pièce 2 (figure 2), et une nacelle 3 de support de la lance 1, qui en traverse la paroi 4 à peu près à mi-hauteur.
  • La lance de grenaillage 1 comporte donc une partie extérieure à la cabine de grenaillage dans laquelle se trouve la pièce 2, et une partie intérieure à cette cabine, comportant une buse 5 de projection de grenaille.
  • La paroi verticale 4 de la nacelle 3 est solidaire d'une plateforme horizontale 6 susceptible de recevoir un opérateur 7 qui commande l'orientation et le positionnement de la lance 1 et de sa buse 5 par des moyens appropriés, notamment un volant manuel 9 solidaire de la lance 1, la surveillance de l'opération étant possible par une ouverture vitrée 11 pratiquée dans la partie supérieure de la paroi 4.
  • La nacelle 3 comporte avantageusement un siège 12 (figures 3 et 4), permettant à l'opérateur 7 de s'asseoir. La nacelle 3 est montée mobile verticalement sur un bâti fixe 13 de support, comportant deux montants verticaux 14 reliés à leur sommet par une traverse 15, qui supporte un rideau souple 16 auquel est suspendu la nacelle 3. Cette dernière, suspendue au rideau 16, peut coulisser verticalement entre les montants 14 faisant fonction de glissières, ce coulissement étant guidé au moyen de galets 17 roulant . sur les montants 14 (figures 1 et 3).
  • Les extrémités du rideau souple 16 peuvent s'enrouler pour l'une et se dérouler pour l'autre, simultanément, autour d'axes horizontaux 18, 19, l'axe supérieur 18 étant placé sur la traverse 15 et l'axe inférieur 19 étant fixé à la base des montants 14. Les rouleaux de renvoi 21 et 22 sont montés respectivement au sommet et à la base des montants 14. Enfin, le déplacement vertical du rideau 16 et par conséquent de la nacelle 3 est commandé par un motoréducteur 23 placé sur le bâti fixe 13 au voisinage de l'axe 18 (figure 3).
  • Dans ces conditions, lorsque le rideau 16 est entraîné verticalement dans un sens ou dans l'autre par le moteur 23, la nacelle 3 suspendue à ce rideau coulisse verticalement entre les glissières constituées par les montants 14 sur lesquels roulent les galets de guidage 17.
  • La lance 1 est alimentée en grenaille par un tuyau souple 20 (figure 1)de manière connue en soi. Pour chaque position en hauteur de la nacelle 3, la lance 1 présente plusieurs degrés de liberté qui permettent de positionner convenablement la buse d'injection 5 par rapport à la pièce à grenailler.
  • Ainsi la lance 1 est :
    • - déplaçable axialement suivant l'axe de son corps tubulaire rigide 24 traversant la paroi verticale 4,
    • - rotative autour de son axe X-X' (figure 5) grâce à un joint tournant 25 (voir figures 3 et 11),
    • - orientable à l'intérieur d'un cône grâce à son articulation sur la paroi 4 par un dispositif à rotule 26 (figure 5).
  • Enfin la buse 5 de projection de la grenaille est souple et articulée sur l'extrémité du corps tubulaire rigide 24. L'articulation de la buse 5 est agencée pour permettre à celle-ci de pivoter à partir de l'horizontale jusqu'à une position inclinée vers le bas, perpendiculaire à l'axe X-X' de la lance 1.
  • On comprend que la combinaison de ces différentes possibilités d'orientation et.de positionnement de la buse 5 permette d'atteindre les parties les plus éloignées de la pièce 2 à grenailler, et d'exécuter un grenaillage complet de celle-ci quelle que soit la complexité de sa configuration.
  • On décrira maintenant les moyens prévus dans la forme de réalisation illustrée aux dessins pour permettre à la lance 1 d'exécuter les mouvements ci-dessus.
  • Articulation de la lance de grenaillage 1 sur la paroi 4 de la nacelle (figure 5).
  • Le corps tubulaire rigide 24 de la lance 1 traverse deux roulements à billes 27 maintenus par des entretoises 28, des bagues 29 coaxiales au corps 24 et munies de joints d'étanchéité 31, les entretoises 28 étant elles-mêmes disposées à l'intérieur d'une calotte sphérique 32 ou rotule. De l'air comprimé est injecté entre les deux roulements 27, par des moyens non représentés pour interdire l'introduction de grenaille. La calotte 32 est logée dans un boîtier 33 qui entoure le corps 24 et est fixé à la paroi 4, du côté extérieur à la cabine de grenaillage par des boulons ou vis 34. Enfin, tout autour du corps tubulaire 24, la paroi 4 présente une ouverture annulaire 35 suffisamment grande pour permettre un débattement angulaire de la lance 1 à l'intérieur d'un cône dont le sommet est le centre de la rotule 32 et dont les bords passent par le pourtour de l'ouverture annulaire 35. Cette dernière est obturée par une membrane souple 36 fixée d'une part à la paroi 4 par les vis 34 et d'autre part encastrée dans une gorge annulaire de la bague 29.
  • L'amplitude du débattement angulaire autorisé par l'articulation à rotule 26 est donc liée à l'ouverture angulaire entre le centre de la rotule 32 et le pourtour de l'ouverture 35.
  • Pour positionner mécaniquement la lance 1 à l'intérieur du cône défini ci-dessus, la nacelle est équipée d'un vérin 36 (figure 3) de préférence électrique, dont le corps est articulé sur la paroi 4 sous la lance 1, et dont la tige 37 est articulée sur la bague 29 extérieure à la cabine de grenaillage. La commande de ce vérin électrique 36 dispense l'opérateur de fournir l'effort d'orienter manuellement la lance, ce qu'il peut toutefois faire en cas de nécessité en s'aidant du volant 9.
  • Dispositif permettant d'articuler la buse 5 de projection par rapport au corps 24 de la lance (figures 5 et 6.
  • La buse de projection 5 comporte une tubulure souple 38 dont une extrémité 38a est encastrée dans l'embout terminal 39 du corps 24, et fixée à cet embout par des organes tels que des vis 30. L'extrémité opposée 38b est également encastrée dans un embout rigide 41 auquel elle est fixée par une bague 42 de serrage traversée par des vis 43. La longueur de la tubulure souple 38 est déterminée pour permettre de plier celle-ci à angle droit avec l'axe X-X' du corps rigide 24 (position représentée figure 5).
  • Pour permettre la flexion de la buse 5 jusqu'à cette orientation ainsi que bien entendu la manoeuvre inverse, l'invention prévoit un dispositif de commande manoeuvrable de la nacelle 3 par l'opérateur.
  • Dans l'exemple de réalisation décrit, ces moyens de manoeuvre de la buse 5 comprennent deux câbles 44, de préférence en acier, diamétralement opposés de part et d'autre de la tubulure 38 et qui s'étendent de l'extrémité 38b de celle-ci jusqu'à un dispositif de commande 45 monté sur le corps 24 à l'intérieur de la nacelle 3. Les extrémités des câbles 38 sont serrées entre l'embout terminal 41 et les vis 43 qui assurent donc leur maintien en place à l'extrémité de la tubulure souple 38. Entre l'embout 39 et l'embout 41, les câbles 44 sont maintenus par plusieurs colliers 46 coaxiaux à la tubulure 38, au moyen de vis non représentées. Entre l'embout 39 et le dispositif de commande 45, les câbles 44 s'étendent dans un espace annulaire réservé entre le corps tubulaire 24 et une douille coaxiale 47 assujettie au corps 24 par une série de vis telles que 48.
  • Les moyens de commande de l'inclinaison de la buse souple 5 sur l'axe X-X', constitués par le dispositif 45 sont décrits ci-après en référence aux figures 5 et 7).
  • Ces moyens comprennent deux biellettes 49 disposées de chaque côté du corps tubulaire 24, solidarisées par des entretoises 51 et articulées rotativement sur des axes 52 supportés par le corps 24. Les entretoises 51 sont solidarisées avec les extrémités 44a des câbles 44, par enroulement desdites extrémités autour des entretoises 51, de telle sorte que le pivotement des biellettes 49 autour de leurs axes 52 provoque une traction sur un câble 44 et une poussée sur l'autre câble, qui entraînent une flexion de la buse souple 5.
  • On voit sur la figure 5 que les extrémités 44a enroulées autour des entretoises 51, sont maintenues en place au moyen d'une goupille 52 introduite dans la boucle formée par l'extrémité 44a repliée,et par une bague 53 serrant la boucle sur la goupille 52.
  • Le basculement des bieliettes 49 autour de leurs axes 52 est commandé, dans cet exemple, par une manivelle 54 fixée à une tige filetée 55 traversant une pièce 56 de liaison entre les extrémités inférieures des biellettes 49, dans lesquelles elle prend appui par des paliers 57 coulissant dans des trous oblongs 58 des biellettes 49.
  • La tige filetée 55 est supportée à ses extré- mitée par les parois d'un boîtier 59 qui contient les biellettes 49 et aux parois duquel sont fixés les axes 52. Le boîtier 59 est traversé par le corps tubulaire 24, entre les biellettes 49, et est supporté sur ce corps 24 par une pièce 61.
  • La manoeuvre de la buse souple 5 au moyen du dispositif de commande qui vient d'être décrit se comprend aisément : la buse 5 étant en position horizontale dans le prolongement du corps tubulaire 24, les biellettes 49 sont dans leurs positions extrêmes opposées à celles représentées à la figure 5, c'est-à-dire que leurs extrémités inférieures se trouvent au niveau de l'extrémité de la tige 55 opposée à la manivelle 54. La rotation de la manivelle 54 provoque le pivotement des biellettes 49 sur leurs axes 52 dans le sens de la flèche F, de sorte que les extrémités inférieures des biellettes 49 se déplacent sur la tige 55 vers la manivelle 54. Corrélativement l'entretoise inférieure 51 exerce une traction sur le câble inférieur 44, l'entretoise supérieure 51 exerçant au contraire une poussée sur le câble 44 correspondant.
  • De ce fait, la tubulure souple 38 subit une flexion vers le bas, qui s'accentue au fur et à mesure que la rotation de la manivelle 54 se poursuit ainsi que la traction sur le câble 44 inférieur tandis que le câble supérieur 44 est libéré. En fin de rotation de la manivelle 54, les biellettes 49 se trouvent dans leur position extrême visible à la figure 5, avec leurs extrémités inférieures en butée contre la paroi du boîtier 59. La buse 5 est alors orientée à la verticale vers le bas, en supposant que le corps tubulaire 24 soit horizontal. Si ce dernier présente une inclinaison sur le plan horizontal, l'axe de la partie terminale de la buse 5 est perpendiculaire à l'axe X-X' du corps 24. Pour ramener la buse 5 à sa position initiale, on procède évidemment par rotation de la manivelle 54 dans le sens inverse.
  • Description du joint tournant 25 de la lance de grenaillage.
  • Comme on le voit à la figure 11, l'extrémité du corps tubulaire 24 située dans la nacelle 3 est montée rotativement autour de l'axe dudit corps 24 sur un raccord 62 fixe en rotation, solidaire d'une tubulure 63. Ce montage est réalisé par l'intermédiaire d'un roulement à billes 64 pourvu de deux joints d'étanchéité annulaires 65, 66. Le roulement 64 et les joints 65, 66 sont maintenus sur le raccord 62 par des bagues 67, 68 coaxiales au raccord 62, des boulons tels que 69 assurant la fixation de la bague 68 sur la bague 67.
  • La jonction entre le corps 24 et la bague 67 est assurée par un anneau 71 soudé au corps 24, et appliqué de manière étanche contre la bague 67. Le joint 66 situé du côté du corps 24 ferme le fond d'une chambre annulaire 72 réservée entre l'extrémité du raccord fixe 62 et la bague 67, cette chambre 72 débouchant dans l'intérieur du corps 24 et de l'anneau 71.
  • Des moyens sont prévus pour injecter un gaz comprimé (de préférence de l'air) pendant le grenaillage dans la chambre annulaire 72, afin de refouler constamment les grains de grenaille injectés dans la direction de la flèche G à l'intérieur de la lance, qui tendent à pénétrer à l'intérieur de la chambre 72 et par conséquent à endommager le joint 66.
  • Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 11, ces moyens consistent dans un canal annulaire 73 ménagé dans la bague 67.et qui communique avec un perçage 74 également formé dans celle-ci. Le canal 73 débouche dans la chambre 72, et une tuyauterie 75 communiquant avec le perçage 74 alimente celui-ci et le canal 73 en air comprimé pendant le grenaillage.
  • Dans ces conditions, l'air comprimé sortant constamment de la chambre 72 refoule les grains de grenaille vers le corps 24, ce qui évite tout risque d'endommagement du joint 66 ou même le cas échéant du roulement 64 par les grains de grenaille.
  • Toutefois, dans ce mode d'injection de l'air comprimé, la tuyauterie 75 d'alimentation en air comprimé est solidaire d'une pièce tournante, à savoir la bague 67 qui en effet tourne solidairement avec le corps 24, ce qui constitue un inconvénient. Ce dernier peut être surmonté en aménageant, suivant une variante avantageuse, le canal d'injection de l'air comprimé transversalement dans la tubulure 63, puis longitudinalement dans le raccord fixe 62, jusqu'à déboucher dans la chambre 72. La tuyauterie d'alimentation d'air comprimé est alors solidarisée avec la tubulure 63 fixe en rotation.
  • On décrira maintenant la turbine de protection de l'ouverture vitrée 11 de la nacelle 3, en se référant plus particulièrement aux figures 9 et 10.
  • La turbine 76, connue en soi, comporte un ensemble de pales 77 disposées radialement autour d'un axe 78 fixé à l'extrémité d'un bras 79 de support, lui-même solidarisé avec un moteur électrique 81 d'entraînement fixé de façon connue en soi à la paroi 4 de la nacelle, du côté de la cabine de grenaillage. Les pales 77 sont solidaires d'un coussinet rotatif 82, monté coaxialement sur l'axe 78 avec interposition de roulement 83.est entraîné par courroie 80. L'écart angulaire entre les pales 77 et leur vitesse de rotation sont déterminés en corrélation avec la vitesse moyenne des grains de grenaille projetés vers la vitre 11, de façon que ces graine soient frappés et renvoyés par les pales 77 avant qu'ils n'aient pu atteindre la vitre 11.(Eri pratique, quelques grains parviennent néanmoins à la vitre 11, mais en pourcentage extrêmement faible par rapport à la masse totale des rebonds de grenaille). A titre d'exemple numérique indicatif, pour une vitesse moyenne de grains de grenaille en rebonds de l'ordre de 40m/s on peut utiliser une turbine dont les pales ont un écart angulaire de 24 degrés , une largeur de 40 mm et une vitesse de rotation de 4000 tour/mn environ.
  • Enfin, l'installation de grenaillage visée par l'invention comprend (figure 2) un plateau 84 de réception de la pièce 2 à grenailler, monté rotativement autour d'un axe vertical sur un chariot 85 déplaçable horizontalement. Le plateau 84 est muni à sa périphérie d'ailettes 86, constituées par des plaquettes verticales soudées sous le plateau 84, et disposées à intervalles angulaires égaux.
  • Lorsqu'on dirige le jet de grenaille sur une ailette 86, on fait tourner le plateau 84 autour de son axe et par conséquent la pièce à grenailler, dont toute la surface peut ainsi être exposée aux jets de grenaille après une rotation complète de 360°.
  • La lance 1 est équipée d'au moins un projecteur (non représenté), connu en soi, qui éclaire en permanence la zone de travail. La lumière de ce projecteur est choisie pour permettre à l'opérateur de voir au travers du nuage de poussière provoqué par le nettoyage de la pièce.
  • Le fonctionnement de l'installation de grenaillage visée par l'invention résulte clairement de la description faite ci-dessus. L'opérateur peut commander la position de l'extrémité de la buse de projection 5 par rapport à la pièce à grenailler en fonction de plusieurs paramètres sur lesquels il peut agir successivement ou simultanément, afin d'atteindre toutes les parties de la pièce. L'opérateur peut ainsi faire monter et descendre la nacelle 3 en commandant le moteur 23 d'entraînement de celle-ci par des moyens connus en soi et non représentés; il peut faire coulisser la lance 1 axialement à travers la paroi 4 en exerçant une poussée sur le volant manuel 9; il peut également faire tourner la lance 1 autour de son axe grâce au joint tournant 25, faire basculer la lance dans un plan vertical au moyen du vérin électrique 36, la faire pivoter à l'intérieur d'un cône comme indiqué ci-dessus, et enfin incliner la buse souple 5 jusqu'à la perpendiculaire avec l'axe du corps rigide 24.
  • L'installation de grenaillage selon l'invention présente les avantages suivants.
  • En premier lieu, la nacelle permet à l'opérateur de commander de l'extérieur de la cabine de grenaillage toutes les opérations de grenaillage sur des pièces de formes quelconques. Ceci supprime la pénibilité des opérations faites manuellement sous casque des combinaisons de protection, évite à l'opérateur de respirer l'air pollué par les poussières, et le met à l'abri du bruit causé par le grenaillage.
  • De plus, l'opérateur est protégé des rebonds de la grenaille sur la pièce à traiter, et peut travailler assis sur le siège 12, sans combinaison, ni casque, ni gants de protection.
  • Le vérin électrique 36 soulage l'opérateur du poids de la lance, dont il peut commander sans effort le déplacement dans un plan vertical. Par contre, l'opérateur doit manoeuvrer manuellement le dispositif de commande 45 de la lance en rotation sur elle-même, par manoeuvre de la manivelle 54.
  • Le fait de pouvoir incliner la partie terminale souple 5 de la lance 1 par rapport à l'axe X-X' de la lance jusque dans un plan perpendiculaire à cet axe, donne au jet de grenaille un degré de liberté essentielle, qui permet de traiter de manière complète toute la surface de la pièce.
  • La turbine 76 fonctionnant en permanence pendant le grenaillage, au voisinage immédiat de la vitre 11, protège celle-ci contre les rebonds de grains et empêche par conséquent son dépolissage, qui obligeait à changer périodiquement la vitre avec les installations antérieures, ou tout au moins à la nettoyer, ce qui constitue un avantage important de l'invention.
  • Enfin, comme déjà indiqué, l'injection permanente d'un anneau de gaz comprimé dans le joint tournant 25 écarte le risque de détérioration du joint d'étanchéité 66 et le cas échéant du roulement 64 par des rebonds de grenaille.
  • L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution. Ainsi, il est évident que l'on pourrait prévoir plus de deux câbles tels que 44 pour incliner la buse souple 5. De même, ces câbles peuvent être remplacés par un vérin articulé sur la tubulure souple 38 et porté par le corps rigide 24. Il est également possible de réaliser la flexion de la tubulure souple en fixant sur celle-ci un manchon commandé de la nacelle 3 par un câble. L'installation peut être équipée de vérins ou de moteurs électriques supplémentaires pour assister les mouvements à grande course ou à grande amplitude de la lance, c'est-à-dire axialement et angulairement de bas en haut.
  • Au cas où l'on doit grenailler des pièces répétitives ou den séries de pièces importantes, on peut programmer la suite des mouvements de la lance dans un cycle prédéterminé, et transformer ainsi ce système manipulateur mécanisé et motorisé en un robot automatique de grenaillage.commandé par ordinateur.

Claims (10)

1 - Installation de grenaillage de pièces de formes quelconques comprenant une lance orientable (1), apte à projeter un jet de grenaille,montée sur une nacelle mobile (3) de support, pouvant recevoir un opérateur (7) et qui présente une paroi verticale (4) percée d'une ouverture vitrée (11), caractérisée par le fait que, en combinaison, la nacelle (3) est déplaçable verticalement sur un bâti support (13), la lance (1) comporte une buse terminale (5) de projection de la grenaille articulée sur un corps tubulaire (24) de la lance (1) afin de permettre une orientation convenable du jet de grenaille, le corps (24) de la lance (1) est monté coulissant axialement à travers la paroi verticale (4) de la nacelle (3), et une turbine (76) de protection contre les rebonds de grenaille de la vitre obturant l'ouverture (11) d'observation de la paroi (4) est assujettie à cette dernière.
2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps tubulaire (24) de la lance (1) est monté rotativement autour de son axe (X-X') sur un raccord (62) fixe en rotation situé du côté de l'opérateur par rapport à la paroi (4) de la nacelle (3), par l'intermédiaire d'un roulement (64) pourvu de joints d'étanchéité (65, 66) dont l'un ferme le fond d'une chambre annulaire (72) débouchant dans l'intérieur du corps tournant (24) et du raccord fixe (62), et des moyens sont prévus pour injecter un gaz comprimé pendant le grenaillage dans la chambre annulaire (72) afin de refouler constamment les grains de grenaille tendant à pénétrer dans cette chambre et à endommager le joint d'étanchéité (66).
3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le gaz comprimé est injecté dans la chambre annulaire (72) par un conduit ménagé, soit dans une bague (67) de maintien du roulement (64) et des joints (65,66) solidaire du corps tournant (24), soit dans le raccord fixe (62).
4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la nacelle (3) est suspendue à un rideau vertical souple (16) porté par le bâti (13) et dont les extrémités peuvent s'enrouler et se dérouler simultanément autour d'axes (21,22) dont l'un est accouplé à un moteur (23) d'entraînement, et les côtés de la nacelle (3) sont guidés par des glissières verticales (14) du bâti (13).
5 - Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la nacelle est équipée d'un vérin (36), de préférence électrique, supportant la lance (1) et permettant d'orienter celle-ci dans un plan vertical.
6 - Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la turbine (76) comporte des pales (77) dont l'écart angulaire et la vitesse de rotation sont déterminés en corrélation avec la vitesse moyenne des grains de grenaille projetés vers la vitre (11), de façon que ces grains soient frappés et renvoyés par les pales (77) avant qu'ils n'aient pu atteindre la vitre (11).
7 - Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la buse (5) de projection comporte une tubulure souple (38) dont une extrémité est fixée au corps tubulaire (24), et cette tubulure peut être pliée dans un plan vertical jusqu'à une position sensiblement perpendiculaire à l'axe(X-X') du corps (24) de la lance (1) par un dispositif (45) manoeuvrable de la nacelle (3) par l'opérateur (7).
8 - Installation selon la revendication (7), caractérisée en ce que le dispositif (45) de manoeuvre de 1 la buse souple (5) comprend au moins deux câbles (44) diamétralement opposés de part et d'autre de la buse (5), s'étendant le long de celle-ci et du corps tubulaire (24), fixés par leurs extrémités à la partie terminale (41) de la buse (5) et dont ces extrémités opposées (44a), situées dans la nacelle (3) peuvent être actionnées par des moyens de commande, et des câbles (44) sont solidarisés avec la tubulure souple (38) de la buse (5) par des organes appropriés tels que des colliers (46) de serrage répartis à intervalles autour de la tubulure (38) et maintenus par des vis.
9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de commande des câbles (44) comprennent deux biellettes (49) disposées de chaque côté du corps tubulaire (24) de la lance (1), rendues solidaires par des entretoises (51) et articulées rotativement sur des axes (52) supportés par le corps (24), les entretoises (51) étant solidarisées avec les extrémités (44a) des câbles (44) de telle sorte que le pivotement des biellettes (49) sur leurs axes (52) provoque une traction sur un câble (44) et une poussée sur l'autre câble (44) qui entraîne une flexion de la buse souple (5),et le basculement des biellettes (49) est commandé par exemple au moyen d'une manivelle (54) fixée à une tige filetée (55) traversant une pièce (56) de liaison entre les biellettes (49).
10- Installation selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant un plateau (84) de réception de la pièce (2) à grenailler, monté rotativement autour d'un axe vertical sur un chariot (85) déplaçable horizontalement, caractérisée en ce que le plateau (84) est muni d'ailettes (86) disposées de préférence verticalement à sa périphérie, et susceptibles de faire pivoter le plateau (84) lorsque l'une d'elles au moins est exposée au jet de grenaille.
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