FR2490986A1

FR2490986A1 - Sanding accessory for power drill - uses rigid round head plate fixed pivotably to spindle end by elastic conical node block

Info

Publication number: FR2490986A1
Application number: FR8021010A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-01
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1982-04-02
Also published as: FR2490986B1

Abstract

The sanding accessory (1) attaches to a portable drill, and comprises a rigid circular plate (10) connected to a drive spindle (12). The connection permits articulation i.e. allows the angle between the spindle (12) and the plate to vary whilst the longitudinal spindle axis passes approximately through the centre (10x) of the working face (10a) of the plate. The arrangement permits the working face to follow a plane work face under nominal spindle (12) inclinations from the normal, and the plate can receive disposable abrasive sheets (11). The connection incorporates a conical part (13) with an axial hole (14), the base (13a) fixing to the plate and the hole locating the leading spindle end (12a) clear of the plate.

Description

L'invention se rapporte à un disque à poncer, destiné à être monté en bout d'un arbre moteur pour constituer une ponceuse rotative portative, et comportant un plateau circulaire rigide avec une face plane de travail où se fixe une feuille abrasive, et une queue d'entraînement reliée au plateau sensiblement au centre d'une seconde face opposée à la face de travail, par l'intermédiaire d'un joint d'articulation du genre tel que les axes de rotation de la queue et du plateau, concourant sensiblement au centre de la face de travail soient susceptibles de s'écarter angulairement l'un de l'autre. The invention relates to a sanding disc, intended to be mounted at the end of a motor shaft to form a portable rotary sander, and comprising a rigid circular plate with a flat working face where an abrasive sheet is fixed, and a drive tail connected to the plate substantially at the center of a second face opposite to the working face, by means of a joint joint of the kind such as the axes of rotation of the tail and the plate, substantially contributing in the center of the working face are likely to deviate angularly from each other.

I1 est évident que le ponçage plan d'une surface, par exemple une surface de bois, à l'aide d'un plateau rotatif à surface de travail plane exige que le plateau prenne contact avec la surface à poncer par sa face de travail paral vièle au plan général de la surface une fois poncée. It is obvious that flat sanding of a surface, for example a wooden surface, using a rotary plate with a flat working surface requires that the plate makes contact with the surface to be sanded by its parallel working face. fiddle to the general plane of the surface once sanded.

Ce parallélisme est assuré, pour les ponceuses lourdes professionnelles, qui reposent sur la surface à poncer de par leur poids, en multipliant les plateaux avec des faces de travail dans le même plan, ce qui accroit leur assise. This parallelism is ensured, for professional heavy sanders, which rest on the surface to be sanded by their weight, by multiplying the plates with working faces in the same plane, which increases their seat.

Par contre, pour les ponceuses portatives, le parallélisme doit être obtenu manuellement par l'opérateur. Lorsque le plateau est rigide, et monté rigidement sur l'arbre moteur, une faible inclinaison de l'axe de rotation du disque sur la normale de la surface à poncer entraîne la prise de contact du plateau par sa périphérie avec la surface à poncer. La réaction au contact provoque un roulement du point de contact de la périphérie du plateau sur la surface à poncer, la ponceuse pivotant autour d'un axe instantané situé de façon aléatoire en-résultante des efforts de maintien de l'opérateur. I1 est pratiquement impossible de mat- triser la stabilité de la ponceuse.Aussi les ponceuses portatives à disque rotatif comportent-elles de façon générale un plateau souple qui agit par une partie seulement de sa face de travail, et de ce fait n'engendre pas naturellement un surfaçage plan. On the other hand, for portable sanders, parallelism must be obtained manually by the operator. When the plate is rigid, and rigidly mounted on the motor shaft, a slight inclination of the axis of rotation of the disc on the normal of the surface to be ground causes the plate to come into contact with its periphery with the surface to be ground. The reaction to contact causes the point of contact of the periphery of the plate to roll over the surface to be sanded, the sander pivoting around an instantaneous axis located randomly as a result of the operator's holding efforts. It is practically impossible to control the stability of the sander. Also portable sander with rotary disc generally have a flexible plate which acts by only part of its working face, and therefore does not generate naturally a flat surfacing.

Le brevet français NO 72 07757 déposé le ler Mars 1972 par le Demandeur décrit notamment une ponceuse portative avec un plateau rigide entraîné par un axe flexible, et équipé d'un moyen de préhension entourant l'axe et articulé sur le plateau par un palier sphérique à billes, le centre de la sphère définie par le palier coincidant avec le centre de la face de travail du disque. Dans ces conditions, l'axe de basculement du plateau est toujours situé dans le plan de sa face de travail, qui se plaque sur la surface à poncer sans engendrer d'instabilités. French patent NO 72 07757 filed March 1, 1972 by the Applicant describes in particular a portable sander with a rigid plate driven by a flexible axis, and equipped with a gripping means surrounding the axis and articulated on the plate by a spherical bearing ball, the center of the sphere defined by the bearing coinciding with the center of the working face of the disc. Under these conditions, the tilting axis of the plate is always located in the plane of its working face, which is pressed onto the surface to be sanded without causing instabilities.

Cette disposition de ponceuse était coûteuse à construire, notamment en raison de la présence du palier à billes, était complexe à monter sur les perceuses transformables usuelles, étant donné qu'il fallait, d'une part, fixer l'axe flexible sur l'arbre moteur, et d'autre part, solidariser le moyen de préhension sur le corps de perceuse, et se révélait fragile à l'usage, l'encrassement du palier par la poussière résultant du ponçage le mettant rapidement hors service. Enfin l'axe flexible ne pouvait transmettre des couples élevés, en raison de la souplesse exigée par des flexions importantes. This sander arrangement was expensive to build, in particular because of the presence of the ball bearing, was complex to mount on the usual transformable drills, since it was necessary, on the one hand, to fix the flexible axis on the motor shaft, and on the other hand, securing the gripping means on the drill body, and proved to be fragile in use, the fouling of the bearing by the dust resulting from sanding quickly putting it out of service. Finally, the flexible axis could not transmit high torques, due to the flexibility required by significant flexions.

Pour pallier ces inconvénients l'invention propose un disque à poncer, destiné à être monté en bout d'un arbre moteur pour constituer une ponceuse rotative portative, et comportant un plateau circulaire rigide avec une face plane de travail où se fixe une feuille abrasive, et une queue d'entraînement reliée au plateau sensiblement au centre d'une seconde face opposée à la face de travail, par l'intermédiaire d'un joint d'articulation du genre tel que les axes de rotation de la queue et du plateau, concourant sensiblement au centre de la face de travail soient susceptibles de s'écarter angulairement l'un de l'autre, caractérisé en ce que le joint d'articulation est constitué d'un manchon en matière élastique, de forme généralement conique, avec un canal axial, solidarisé avec le plateau par sa base suivant une surface-annulaire de la seconde face, et solidarisé avec une partie cylindrique de la queue engagée dans le canal axial jusqu'au voisinage de la seconde face par la surface latérale de cette partie cylindrique. To overcome these drawbacks, the invention proposes a sanding disc, intended to be mounted at the end of a motor shaft to constitute a portable rotary sander, and comprising a rigid circular plate with a flat working face where an abrasive sheet is fixed, and a drive shank connected to the plate substantially at the center of a second face opposite to the working face, by means of an articulation joint of the kind such as the axes of rotation of the tail and of the plate, contributing substantially to the center of the working face are likely to deviate angularly from each other, characterized in that the articulation joint consists of a sleeve of elastic material, of generally conical shape, with a axial channel, secured to the plate by its base along an annular surface of the second face, and secured to a cylindrical part of the tail engaged in the axial channel to the vicinity of the second face by the lateral surface the of this cylindrical part.

Le manchon élastique joue alors un double rôle. D'une part il entraîne le plateau en rotation, et dans ce rôle est susceptible de transmettre des couples relativement élevés, qui se traduisent par des forces agissant en torsion sur des diamètres importants, dans la zone annulaire de liaison au plateau, ou sur des surfaces importantes dans la zone de liaison à la queue. D'autre part les déformations élastiques du manchon résultant d'un écart angulaire entre les axes de rotation du plateau et de la queue sont localisées dans les régions de ce manchon qui entourent la zone du canal central laissée libre par la queue, c'est-àdire au voisinage immédiat de la seconde face du plateau. The elastic sleeve then plays a double role. On the one hand it drives the plate in rotation, and in this role is likely to transmit relatively high torques, which result in forces acting in torsion on large diameters, in the annular zone of connection to the plate, or on large areas in the tail connection area. On the other hand the elastic deformations of the sleeve resulting from an angular difference between the axes of rotation of the plate and the tail are located in the regions of this sleeve which surround the zone of the central channel left free by the tail, that is - to say in the immediate vicinity of the second face of the plate.

I1 en résulte que le point de concours des axes de rotation se trouve localisé dans cette zone de canal, à peu de distance du centre de la face de travail du plateau. On comprendra que les réactions, créatrices d'instabilité, dues à l'écart entre le centre de la face de travail du plateau et l'axe de basculement vont croissant avec cet écart, de sorte que, dans la disposition de l'invention, ces réactions sont faibles et, comme le Demandeur l'a constaté expérimentalement, sont étouffées par l'élasticité du manchon jointe à l'inertie du moteur d'entraînement. As a result, the point of intersection of the axes of rotation is located in this channel zone, a short distance from the center of the working face of the plate. It will be understood that the reactions, which create instability, due to the difference between the center of the working face of the platform and the tilting axis increase with this difference, so that, in the arrangement of the invention, these reactions are weak and, as the Applicant has observed experimentally, are stifled by the elasticity of the sleeve joined to the inertia of the drive motor.

De préférence, le produit du diamètre du plateau en mètre, par la raideur en flexion du manchon en mètre newton par radian est inférieur à 1,5. I1 résulte des essais du
Demandeur que cette condition de raideur assure une bonne stabilité
De préférence également, la distance entre la tranche terminale de la queue et la face de travail du plateau ne dépassera pas 20 millimètres pour un plateau de diamètre 0,2 mètre.Preferably, the product of the diameter of the plate in meters, by the bending stiffness of the sleeve in meters newton per radian is less than 1.5. It results from the tests of
Applicant that this stiffness condition provides good stability
Preferably also, the distance between the end section of the tail and the working face of the plate will not exceed 20 millimeters for a plate with a diameter of 0.2 meters.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est une vue perspective du disque selon l'invention monté en ponceuse portative
la figure 2 est une vuelatérale, partiellement coupée d'un disque selon l'invention
la figure 3 est une vue partielle en coupe du disque avec son manchon fléchi.The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a perspective view of the disc according to the invention mounted in a portable sander
Figure 2 is a side view, partially cut from a disc according to the invention
Figure 3 is a partial sectional view of the disc with its bent sleeve.

Selon la forme de réalisation choisie et représentée figures 1 et 2, le disque 1 dans son ensemble se compose d'un plateau circulaire rigide 10, d'une queue cylindrique 12 et d'un manchon élastique conique 1.3 reliant la queue 12 au plateau 10. En utilisation (figure 1.) pour le ponçage plan d'une surface 3 grossièrement plane, la queue 1.2 est serrée dans le mandrin 20 d'une perceuse portative 2. According to the embodiment chosen and shown in Figures 1 and 2, the disc 1 as a whole consists of a rigid circular plate 10, a cylindrical tail 12 and a conical elastic sleeve 1.3 connecting the tail 12 to the plate 10 In use (Figure 1.) for flat sanding of a roughly flat surface 3, the shank 1.2 is clamped in the chuck 20 of a portable drill 2.

Comme on le voit mieux figure 2, le plateau 10 possède une face de travail 10a, dressée, sur laquelle on fixe, normalement par collage, une feuille abrasive 11. As can best be seen in FIG. 2, the plate 10 has a working face 10a, erected, on which an abrasive sheet 11 is fixed, normally by gluing.

Sur la seconde face 10b du plateau 10, à l'opposé de la face de travail 10a, le manchon élastique 13 en forme de cone, avec un canal cylindrique axial 14, est ancré par sa base suivant une surface annulaire 13a. La queue cylindrique 12 est engagée dans le canal 14, avec sa tranche terminale 12a à proximité de la seconde face 10b du plateau 10, de manière à ménager un intervalle libre mince 15 au fond du canal 14. On aura compris que la surface annulaire 13a de la seconde face 10b du plateau, ainsi que la surface latérale de la queue 12 engagée dans le canal 14, ont été préparées pour assurer des liaisons solides avec le manchon 13. Ce manchon 13 est moulé en place en résine de polyeré- thanne élastomère, et l'intervalle 15 est ménagé par insertion d'une rondelle de mousse plastique à faible densité (non représentée). Cette rondelle a pour seul but d'empêcher la résine qui constituera le manchon 13 de s'infiltrer dans l'intervalle 15. On the second face 10b of the plate 10, opposite the working face 10a, the elastic sleeve 13 in the form of a cone, with an axial cylindrical channel 14, is anchored by its base along an annular surface 13a. The cylindrical tail 12 is engaged in the channel 14, with its end portion 12a near the second face 10b of the plate 10, so as to provide a thin free gap 15 at the bottom of the channel 14. It will be understood that the annular surface 13a of the second face 10b of the plate, as well as the lateral surface of the tail 12 engaged in the channel 14, have been prepared to ensure solid connections with the sleeve 13. This sleeve 13 is molded in place in elastomeric polyetherene resin , and the interval 15 is made by inserting a washer of low density plastic foam (not shown). The only purpose of this washer is to prevent the resin which will constitute the sleeve 13 from infiltrating in the interval 15.

Comme représenté figure 3, lorsque le disque 1 est appliqué sur la surface à poncer 3, l'axe 12x de la queue 12 s'écartant quelque peu 'de la normale à la surface 3, le manchon 13 fléchit latéralement pour que la face de travail 10a du disque 10 s'établisse parallèlement à la surface 3, la feuille abrasive 11 étant plaquée surette surface 3. As shown in FIG. 3, when the disc 1 is applied to the surface to be sanded 3, the axis 12x of the shank 12 deviating somewhat from the normal to the surface 3, the sleeve 13 flexes laterally so that the face of working 10a of the disc 10 is established parallel to the surface 3, the abrasive sheet 11 being pressed onto this surface 3.

On a représenté par 10' et 13', en traits interrompus, le plateau et le manchon dans leur position naturelle en l'absence d'effort de flexion sur le manchon. The plate and the sleeve are shown by 10 'and 13' in broken lines in their natural position in the absence of bending force on the sleeve.

Le centre de flexion du manchon 13 se trouve au point de concours des axes de rotation 10x du plateau 10 et 12x de la queue 12. On comprend aisément que les déformations du manchon 13 ne peuvent intéresser que les régions du manchon écartées des zones où ce manchon est soudé aux pièces rigides, plateau 10 et queue 12 ; ainsi la surface du canal 14 ne sera déformée qu'autour de l'intervalle 15, et le centre de flexion sera situé pratiquement dans cet intervalle, c t est-à-dire à une distance du centre de la face de travail 10a à peine supérieure à l'épaisseur du plateau 10. The bending center of the sleeve 13 is at the point of intersection of the axes of rotation 10x of the plate 10 and 12x of the tail 12. It is easy to understand that the deformations of the sleeve 13 can only concern the regions of the sleeve separated from the areas where this sleeve is welded to rigid parts, plate 10 and tail 12; thus the surface of the channel 14 will only be deformed around the interval 15, and the bending center will be situated practically in this interval, that is to say at a distance slightly from the center of the working face 10a. to the thickness of the plate 10.

Il va de soi que la rigidité du plateau ne peut être absolue. On considérera que le plateau est rigide si, dans des conditions normales de travail, les déformations du plateau restent inférieures aux tolérances admises pour ce travail. It goes without saying that the rigidity of the plate cannot be absolute. It will be considered that the plate is rigid if, under normal working conditions, the deformations of the plate remain below the tolerances allowed for this work.

On comprendra que les réactions génératrices d'instabilité qui interviennent lorsque la périphérie de la face de travail 10a du plateau prend contact avec la surface à poncer 3 sont fonction directe de la force d'appui de cette périphérie sur la surface 3, c'est-à-dire de la raideur en flexion du manchon 13 et du diamètre du plateau. It will be understood that the reactions generating instability which occur when the periphery of the working face 10a of the plate makes contact with the surface to be sanded 3 are a direct function of the bearing force of this periphery on the surface 3, this is ie the bending stiffness of the sleeve 13 and the diameter of the plate.

Le Demandeur a vérifié qu'avec un manchon de raideur 12 mètres newton par radian et un diamètre de plateau de 0,2 mètre il ne se produisait pas normalement d'instabilité, et qu'avec un manchon de raideur 17 m.N./rad. et un diamètre de plateau de 0,15 m, on pouvait obtenir des instabilités lors d'accostages sans précaution de la pièce à poncer avec des obliquités marquées. Il apparait donc que, au moins dans la gamme des diamètres de plateau convenant pour des ponceuses portatives, la limite de sécurité se situait vers un produit raideur diamètre égal à 2,5. The Applicant has verified that with a stiffness sleeve 12 meters newton per radian and a plate diameter of 0.2 meters, instability does not normally occur, and that with a stiffness sleeve 17 m.N./rad. and a plate diameter of 0.15 m, instabilities could be obtained when carelessly approaching the workpiece with marked obliquities. It therefore appears that, at least in the range of plate diameters suitable for portable sanders, the safety limit was towards a stiff product with a diameter equal to 2.5.

Par ailleurs pour le disque à plateau de 200 mm précédent, la recherche de la distance maximale admissible entre le point de flexion du manchon et le centre de la face de travail a été déterminés en augmentant artificiellement l'épaisseur du plateau par collage de feuilles de balsa entre la face de travail et la feuille abrasive. Les instabi lités commencent à apparaitre lorsque l'épaisseur conjointe du plateau et de la feuille de balsa dépasse 20 mm. In addition, for the previous 200 mm plate disc, the search for the maximum admissible distance between the bending point of the sleeve and the center of the working face was determined by artificially increasing the thickness of the plate by gluing sheets of balsa between the working face and the abrasive sheet. Instabilities begin to appear when the combined thickness of the tray and balsa leaf exceeds 20 mm.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, mais en embrasse toutes les variantes d'exécuti on. Of course, the invention is not limited to the examples described, but embraces all the variants of execution.

Claims

1. Sanding disc, intended to be mounted at the end of a motor shaft to form a portable rotary sander, and comprising a rigid circular plate with a flat working face where an abrasive sheet is fixed, and a connected drive shank to the plate substantially in the center of a second face opposite the working face, by means of a joint of the kind such as the axes of rotation of the tail and of the plate, substantially contributing to the center of the face are likely to deviate angularly from each other, characterized in that the articulation joint consists of a sleeve of elastic material, of generally conical shape, with an axial channel, secured to the plate by its base along an annular surface of the second face, and secured to a cylindrical part of the tail engaged in the axial channel to the vicinity of the second face by the lateral surface of this cylindrical part.

2. Disc according to claim 1, characterized in that the product of the diameter in meters of the plate by the stiffness of the sleeve in meters newton by radian of bending along a perpendicular to the axis, is at most equal to 2.5.

3. Disc according to claim 2, with a plate of diameter close to 0.2 m, characterized in that the end edge of the tail is less than 20 mm from the working face of the plate.