CH615108A5 - Sucking sanding machine - Google Patents

Description

La présente invention concerne les ponceuses 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.

La finition de n'importe quel article nécessite presque toujours une ou plusieurs opérations de ponçage pour lui donner un état de surface satisfaisant. Jusqu'ici, tous les procédés de ponçage ont souffert d'un grave inconvénient: la production de poussières fines résultant de l'abrasion du matériau poncé. Cette nuisance est particulièrement accentuée dans le cas d'appareils travaillant à grande vitesse, car les poussières dégagées sont si fines qu'elles restent souvent longtemps en suspension dans l'air.

Une installation de ponçage de capacité importante utilisant des appareils à grande vitesse dégage d'énormes quantités de poussières fines qui créent des conditions de travail particulièrement insalubres pour les ouvriers. Les particules fines restant en suspension pendant un temps considérable sont inhalées par les ouvriers et se déposent sur leurs vêtements et sur toutes les surfaces exposées au voisinage des postes de travail. L'évacuation des poussières de ponçage est donc un problème crucial.

De nombreuses solutions ont été proposées pour tenter de résoudre ce problème, surtout dans les installations à grande capacité et à grande vitesse. Dans les usines d'automobiles, il est courant d'arroser la surface de travail pour produire un film d'eau continu qui entraîne les particules fines libérées par la ponceuse. Cette technique est connue sous le nom de ponçage humide. Cependant, bien qu'elle permette de minimiser les dégagements de poussières volantes, elle a l'inconvénient d'utiliser des quantités considérables d'eau et de créer des conditions de travail pénibles, car les ouvriers doivent porter des vêtements imperméables et travaillent en permanence dans une atmosphère froide et humide.

La technique idéale est le ponçage à sec, à condition que l'on puisse résoudre le problème des poussières. Dans cette optique, on a évidemment pensé à employer un système d'aspiration, mais les résultats actuels sont relativement décevants. L'efficacité de ces aspirateurs est relativement médiocre et des quantités considérables de poussières s'échappent dans l'atmosphère avec les inconvénients décrits plus haut.

Les phénomènes d'électricité statique sont une autre source de problèmes dans le ponçage à sec des surfaces métalliques et plastiques. Plus précisément, sous l'effet des charges électrostatiques produites par le frottement de la ponceuse, les poussières adhèrent aux surfaces poncées et les aspirateurs actuels sont incapables de les en déloger.

Pour résoudre les problèmes posés par 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,

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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 une solution consistant à aspirer directement la poussière au niveau de la surface qui est en train d'être poncée, à travers le disque abrasif et le plateau rotatif. L'invention porte sur une ponceuse aspirante, objet de la revendication 1.

Selon une forme de réalisation, un ou plusieurs orifices sont percés à la périphérie du plateau soit dans sa surface circonféren-tielle, soit dans sa face de travail, et communiquent avec des trous de la périphérie du disque abrasif. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des trous à la fois dans la zone centrale et dans la zone périphérique du plateau, particulièrement pour les plateaux et les disques de petit diamètre. Pour les plateaux et les disques de grand diamètre, on peut se contenter d'orifices centraux, mais des orifices périphériques peuvent améliorer l'efficacité de l'aspiration. Un effet d'aspiration est produit au niveau du ou des orifices par une chambre à dépression qui est placée entre la face arrière du plateau et le moteur d'entraînement de la ponceuse. L'ensemble constitué par la chambre à dépression, le plateau et le disque abrasif constitue un système d'aspiration reliant directement la surface poncée à une source de vide.

L'avantage de la solution proposée par l'invention 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 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 vraisemblable 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 toutes aspirées par les orifices du disque abrasif et du plateau.

Le dispositif d'aspiration de la ponceuse de l'invention 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 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 disque abrasif facilite l'entraînement des particules qui adhèrent à la surface de la pièce par attraction électrostatique.

Un autre avantage de la configuration de l'invention est que l'aspiration des orifices centraux 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. La présence d'orifices d'aspiration àia périphérie du plateau n'assure aucun effet de maintien et on obtient un effet de maintien réduit lorsqu'il y a des orifices au centre et à la périphérie du plateau.

Dans le cas de ponceuses équipées de plateaux de grand diamètre à orifices d'aspiration centraux, l'effet de succion est tel que l'opérateur ne peut pratiquement pas déplacer le disque abrasif à la surface de la pièce. Cet inconvénient peut être résolu en équipant la ponceuse d'une soupape de réglage de dépression permettant d'ajuster l'effet de succion. En agissant sur cette soupape, l'utilisateur peut arriver à un compromis optimal entre la force de succion qui plaque le disque abrasif contre la surface de la pièce et l'aspiration des poussières. Avec un peu de pratique, on peut facilement obtenir une bonne mobilité de la ponceuse et une évacuation efficace des poussières.

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Un autre avantage de la ponceuse de l'invention est qu'elle prolonge la durée de vie des disques abrasifs. Cet effet est sans doute dû au fait que les particules arrachées par les grains d'abrasif sont immédiatement entraînées 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 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 dispositif d'aspiration est qu'il produit un écoulement d'air constant qui refroidit le disque abrasif, le plateau et les paliers de la ponceuse dont la longévité est améliorée. Cet effet de refroidissement du disque abrasif 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.

L'aspiration par des orifices centraux et/ou périphériques peut être adaptée à un système de ponçage à disque abrasif à support souple du type décrit dans la demande de brevet canadien N° 203840. Ce support souple est en un matériau d'épaisseur et de caractéristiques appropriées fixé au dos du disque abrasif. La toile de lin convient particulièrement bien pour cet usage. Lorsqu'un tel disque abrasif a support souple est utilisé sur la ponceuse de l'invention, il faut qu'il comporte des trous dont la configuration correspond à celle des orifices d'aspiration centraux et/ou périphériques du plateau. Au montage, ces trous doivent être disposés de façon à n'obstruer aucun des orifices d'aspiration, surtout à la périphérie du plateau lorsque la jupe de toile du disque est rabattue. L'efficacité de l'aspiration n'est donc pas réduite par l'emploi de disques abrasifs à dos toilé.

Pour fixer les disques abrasifs à dos toilé, on peut utiliser une bague élastique s'adaptant dans une gorge de la surface circonfé-rentielle du plateau sur la jupe de toile du disque.

La partie centrale du disque peut être percée de plusieurs trous correspondant aux orifices centraux du plateau ou d'un seul trou de grand diamètre couvrant tous les orifices centraux du plateau. Les deux configurations donnent des résultats équivalents.

D'une manière analogue, la jupe de toile et/ou la périphérie du disque abrasif peuvent être percées de trous ronds ou découpées d'encoches radiales se prolongeant jusqu'à la circonférence extérieure de la jupe. Dans le second cas, le disque ressemble à une marguerite. Toutes ces configurations conviennent à condition de ne pas masquer les orifices d'aspiration du plateau.

Lorsque le disque abrasif comporte une ouverture circulaire centrale, on peut récupérer le rond découpé pour l'utiliser comme disque abrasif sur une ponceuse rotative de diamètre correspondant. Le marché des disques abrasifs est largement normalisé. Le rond central du disque peut donc être découpé à un diamètre standard et réutilisé comme disque abrasif pour réduire les chutes.

L'expérience montre que la périphérie du disque abrasif travaille beaucoup plus que sa partie centrale. Ce phénomène est dû au fait que la vitesse linéaire y est plus grande et que les ouvriers préfèrent généralement se servir du bord du plateau pour effectuer certains travaux spéciaux. En conséquence, l'emploi d'un disque annulaire dont la partie centrale est découpée n'a pratiquement aucune influence sur l'efficacité du ponçage.

A titre d'exemple, en partant d'un disque de 203 mm de diamètre dans lequel on découpe un disque central de 127 mm, on peut fabriquer un disque abrasif annulaire de 38 mm de large ayant une excellente efficacité sur la ponceuse de l'invention. Le disque central peut être employé sur des ponceuses standards de 127 mm.

Le choix du nombre et de la configuration des ouvertures centrales du disque doit évidemment tenir compte de la surface d'abrasif nécessaire au ponçage et de la résistance mécanique du disque et de sa jupe de toile. Un disque annulaire de grand dia3

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mètre est soumis à des efforts centrifuges importants lorsque le plateau tourne à grande vitesse.

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 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 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.

Il est recommandé d'employer les disques abrasifs à dos toilé fixé par une jupe de toile périphérique. Ces disques sont faciles à remplacer et évitent l'emploi de colles qui ont tendance à boucher les orifices d'aspiration du plateau. On peut cependant utiliser des disques abrasifs classiques collés sur la face du plateau avec un adhésif convenable, à condition d'éviter soigneusement d'introduire de la colle dans les orifices d'aspiration centraux. Lorsque le disque abrasif est usé, il suffit de le décoller du plateau en tirant sur son bord.

Le choix des dimensions de l'ouverture centrale ou de la configuration des orifices d'aspiration centraux doit faire l'objet d'une étude attentive. Il faut que les sections de passage du ou des trous centraux soient suffisantes pour assurer une aspiration efficace des poussières. Si le plateau comporte plusieurs trous centraux, ils doivent être relativement écartés pour répartir la puissance d'aspiration. De même, dans le cas d'un trou central unique, le diamètre de l'orifice ne doit pas être trop grand pour ne pas réduire exagérément la surface du disque abrasif. Inversement, 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.

La mise en place du disque abrasif et de sa jupe de toile sur le plateau de la ponceuse peut être facilitée par l'emploi d'un appareil de chargement assurant automatiquement le positionnement correct du disque et de sa bague élastique de fixation. Un tel appareil de chargement assure automatiquement l'alignement des trous centraux et des encoches de la jupe du disque avec les orifices correspondants du plateau. Il facilite en outre la mise en place de la bague élastique dans la gorge périphérique du plateau pour serrer la jupe de toile. La mise en place des disques abrasifs peut aussi se faire à la main, mais l'emploi d'un appareil de chargement est préférable dans un contexte industriel.

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 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 sont percés obliquement entre la face arrière du disque d'appui et sa surface circonférentielle 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 cercles concentriques 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.

La chambre à dépression qui est montée entre le plateau de ponçage et le moteur doit être suffisamment rigide pour supporter la pression atmosphérique et pour résister à un traitement brutal. La chambre peut être en acier, en matière plastique rigide ou autre. Une chambre moulée en nylon semi-rigide est à la fois solide et légère, ce qui est avantageux pour la maniabilité de la ponceuse.

La chambre à dépression peut être une cloche portant sur le côté un embout de raccordement à la source de vide. On peut évidemment prévoir plusieurs embouts de raccordement, mais un seul est généralement suffisant. La source de vide crée à l'intérieur de la chambre une forte dépression qui est transmise aux orifices d'aspiration par les passages du plateau.

Dans le cas où le disque d'appui et le couvercle, quand il existe, sont légèrement flexibles, il est difficile d'assurer l'étan-chéité entre la chambre à dépression et le couvercle ou le plateau si ce dernier est déformé. Pour éviter une entrée d'air intempestive qui se traduirait par une diminution de l'efficacité du dispositif d'aspiration, il est souhaitable que la jonction entre la chambre d'aspiration et le plateau ou son couvercle soit assurée par une jupe élastique. Cette jupe épouse parfaitement les déformations du couvercle ou du plateau et assure une bonne étanchéité, même lorsque la rotation est rapide. On peut évidemment utiliser d'autres systèmes d'étanchéité donnant des résultats équivalents.

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'exemple, 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.

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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 de l'invention, montrant particulièrement la configuration du disque abrasif.

La fig. 10 est une vue en élévation latérale d'un plateau de ponçage semi-rigide de 20 cm de diamètre.

La fig. 11 est une vue en élévation latérale d'une ponceuse pneumatique à plateau de 20 cm munie d'une chambre d'aspiration des poussières.

La fig. 12 est une vue en perspective de la chambre à dépression de la ponceuse de la fig. 11.

La fig. 13 est une vue en perspective du dessous de la chambre à dépression des fig. 12 et 13.

La fig. 14 est une vue en perspective du plateau de la ponceuse de la fig. 10.

La fig. 15 est une vue en plan d'un disque abrasif ayant une ouverture centrale circulaire et plusieurs trous percés dans sa partie périphérique.

La fig. 16 est une coupe diamétrale d'un plateau de ponçage à semelle souple annulaire.

La fig. 17 est une coupe diamétrale d'un appareil de chargement des disques abrasifs sur le plateau de la ponceuse de l'invention.

La fig. 18 est une coupe d'un plateau semblable à celui de la fig. 5, mais ne comportant que des orifices d'aspiration centraux.

La fig. 19 est une coupe d'un plateau semblable à celui de la fig. 18, mais ne comportant que des orifices d'aspiration périphériques.

La fig. 20 est une vue en plan d'un disque abrasif ayant une ouverture centrale circulaire et des trous percés à la périphérie de sa surface abrasive annulaire.

La fig. 21 est une vue en plan d'un disque abrasif ayant une partie centrale circulaire et une partie périphérique découpée d'encoches radiales.

La fig. 22 est une vue en élévation latérale d'un plateau de ponçage muni du disque abrasif de la fig. 21 qui est fixé par une bague élastique.

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 passages 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'aspiration 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.

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. 1 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, comme on le verra plus loin.

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.

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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 Eureka. 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 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 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 latérale 27.

La fig. 9 est une vue en perspective du dessous de la ponceuse 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 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 disque abrasif est fixée à la périphérie du plateau à l'aide d'une bague de caoutchouc 24.

La fig. 10 représente un plateau 29 de plus grand diamètre, c'est-à-dire de 20 cm de diamètre. Ce plateau se compose d'un disque d'appui semi-rigide 30 et d'une semelle souple débordante 29, de préférence en matière cellulaire, ayant un diamètre de 203 mm. Des trous d'aspiration centraux 31 sont percés verticalement autour de l'axe commun du disque d'appui 30 et de la semelle 29. Des trous d'aspiration périphériques 32 débouchent à la périphérie de la semelle 29. Ces trous peuvent communiquer intérieurement avec les trous centraux 31, comme indiqué en pointillé sur la fig. 10. Dans une telle configuration, lorsqu'une dépression est appliquée en haut des trous 31, l'air est aspiré aussi bien par le bas des trous 31 que par les trous périphériques 32. La semelle 29 comporte une gorge périphérique 42. Une chambre à dépression représentée en trait interrompu sur la fig. 10 recouvre partiellement la face arrière du disque d'appui 30.

La fig. 11 illustre une ponceuse à plateau de 20 cm comportant un moteur pneumatique 33 et une chambre à dépression 34 semblable à celle de la fig. 10. Le moteur pneumatique 33 peut être une turbine à air comprimé d'environ 0,93 kW de la marque Dotco entraînant le plateau à environ 1500 t/mn.

La chambre à dépression 34 comporte un embout de raccordement 35 et une jupe d'étanchéité 36. La jupe 36 peut être en caoutchouc ou en une autre matière élastique et peut être renforcée pour supporter la pression atmosphérique par des couches de toile ou équivalent. La jupe 36 est maintenue en place par une bague de caoutchouc 37. La chambre 34 et sa jupe 36 coiffent la face arrière du disque d'appui 30. La chambre à dépression 34 est fixée au moteur pneumatique 33 par un collier de serrage 43.

Un disque abrasif 39 est fixé sous le plateau rotatif par une jupe périphérique 40 qui est serrée dans la gorge du plateau par une bague de caoutchouc 41. Les encoches de la jupe souple 40 coïncident avec les trous périphériques 32 du plateau lorsqu'il en comporte.

L'expérience pratique a montré qu'avec un plateau de 20 cm n'ayant des orifices d'aspiration que dans sa partie centrale, le disque abrasif est appliqué avec une telle force contre la pièce qu'il est difficile de déplacer la ponceuse. Il est donc souhaitable que l'ouvrier puisse régler manuellement l'intensité de l'aspiration à l'aide d'une soupape de commande 38 montée sur la chambre 34. Il peut ainsi régler la valeur de la dépression pour que les déplacements de la ponceuse ne demandent qu'une force modérée. Lorsque le plateau est muni d'orifices d'aspiration périphériques, la force de retenue est négligeable et la soupape de réglage 38 n'est pas nécessaire.

La fig. 12 est une vue en perspective de la chambre à dépression 34 munie de sa jupe de caoutchouc 36 et de son élastique de fixation 37. On voit que la soupape de réglage 38 est une vis 38a entourée d'un ressort hélicoïdal 44. Plusieurs petits trous 45 sont découpés dans la paroi de la chambre 34 autour du trou de la vis 38a. La fig. 13 qui montre le dessous de la chambre 34, permet de voir les autres parties de la soupape 38. La vis 38a s'engage dans un écrou 47 qui maintient un disque obturateur 46 contre la surface intérieure de la chambre 34. En service, quand une forte dépression règne à l'intérieur de la chambre 34, le disque 46 s'écarte légèrement de la paroi adjacente en comprimant le ressort 44. Un certain débit d'air peut alors entrer par les trous 45 pour diminuer la dépression qui règne dans la chambre 34. Ce débit d'air est réglable en vissant ou en dévissant plus ou moins la vis 38a pour régler convenablement la force du ressort 44. La soupape 38 est donc un régulateur de vide associé à la chambre 34.

On voit également sur la fig. 13 que la paroi latérale de la chambre 34 comporte une fenêtre 48 permettant d'engager une clé ou un autre outil de blocage du plateau 29 sur l'arbre du moteur pneumatique 33.

La fig. 14 illustre un détail du plateau 29 portant sur la configuration des trous périphériques 32 qui sont reliés aux trous centraux 31. Du fait de cette liaison interne, l'aspiration des trous 32 est dérivée de celle des trous 31. On pourrait percer les passages conduisant aux trous 32 dans des directions radiales à partir des passages axiaux 31. Il est cependant préférable que les trous 32 soient inclinés dans le sens de la rotation du plateau pour bénéficier de l'effet d'écope qui est important à une vitesse de rotation de l'ordre de 1500 t/mn. Pour cela, on perce chaque trou 32 en direction du trou 31 qui précède immédiatement celui qui se trouve sur le même rayon que le trou 32 (comme représenté en pointillé sur la fig. 14). La fig. 14 représente également la tige filetée centrale 49 qui sert à fixer le plateau 29 à l'extrémité de l'arbre du moteur 33 (fig. 11).

Sur le plateau de la ponceuse de la fig. 11, on peut utiliser un disque abrasif dont la partie centrale comporte des trous qui correspondent aux positions des trous 31 du plateau, et dont la jupe périphérique comporte des trous dont les positions correspondent à celles des trous périphériques 32 du plateau. La configuration d'un tel disque peut être celle de la fig. 6 ou une variante comportant seulement une ouverture centrale circulaire d'un diamètre suffisant pour entourer tous les trous 31 du plateau. La fig. 5 illustre une autre configuration possible de disque abrasif 51 comportant une ouverture centrale 58. Dans ce cas, la jupe flexible 52 n'est pas découpée comme sur la fig. 6, mais comporte des trous circulaires 53 permettant l'aspiration de l'air par les orifices périphériques 32 du plateau.

D'autres variantes de disque abrasif peuvent être utilisées avec la ponceuse de l'invention. On peut, par exemple, avoir un simple disque circulaire avec ou sans ouverture centrale selon que le plateau comporte ou non des trous d'aspiration centraux. Le disque se colle directement sur la face de travail du plateau et n'a pas besoin d'avoir une jupe flexible 52. L'inconvénient majeur de l'emploi d'une colle est qu'elle finit par boucher les orifices d'aspiration du plateau. De plus, les résidus de colle durcie s'accumu-lant sur la face de travail du plateau forment des bosses et des creux qui provoquent une usure irrégulière du disque abrasif dont la durée de vie est réduite.

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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 de caractéristiques convenables, généralement un matériau cellulaire. Cette technique est facilement applicable au plateau de l'invention, comme illustré 5 sur la fig. 16. 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 abrasif 15 qui comporte dans ce cas une ouverture centrale unique. On io 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 place par une bague élastique 24, comme décrit précédemment. 15

Pour faciliter la mise en place des disques abrasifs sur le plateau, on peut utiliser l'appareil de chargement de la fig. 17. Cet appareil convient pour le montage d'un disque à jupe flexible avec une semelle additionnelle 54 sur un plateau de 20 cm de diamètre renforcé par un disque semi-rigide 30. Il est évident que cette 20 application n'est pas limitative et qu'on pourra modifier l'appareil pour d'autres configurations et dimensions de disque abrasif, avec ou sans semelle additionnelle.

L'appareil de la fig. 17 comprend une cuvette cylindrique 59 ^ dont le centre est muni d'une broche de centrage 55. La broche 55 est entourée d'un élément élastique 56, par exemple un bloc de mousse de polyuréthanne ou un ressort à boudin. L'élément élastique 56 est surmonté d'une plaque de centrage circulaire 57 ayant un bossage cylindrique central. Grâce à cette configuration, ^ la plaque 57 peut recevoir un disque abrasif à jupe flexible et à ouverture centrale, et une semelle annulaire 54. Une bague de caoutchouc est disposée autour de la surface cylindrique extérieure de la cuvette 59. Le disque abrasif 52 et la semelle additionnelle 54 étant empilés sur la plaque de centrage 57, comme illustré ^ sur la fig. 17, on enfile le plateau 29 et son disque d'appui 30 sur la broche de centrage 55.

Pour rabattre la jupe 52 autour du plateau 29, il suffit d'enfoncer ce dernier dans l'appareil de chargement en comprimant l'élément élastique 56 jusqu'à ce que la gorge circonférentielle 42 40 soit alignée avec le bord supérieur de la cuvette 59. A ce moment, il ne reste plus qu'à faire rouler la bague élastique 41 jusqu'au bord de la cuvette pour qu'elle tombe dans la gorge 42 pour serrer la jupe flexible 52 sur le pourtour du plateau.

La fig. 18 est une coupe d'un plateau 60 ne comportant que « des orifices d'aspiration centraux 61. Bien qu'un plateau à orifices

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centraux et périphériques soit généralement plus efficace, le modèle de la fig. 18 est cependant très efficace pour enlever la poussière d'une pièce. Dans le cas de la fig. 18, un couvercle 62 est associé au plateau 60, mais il peut être supprimé si l'on utilise une chambre à dépression 10 s'étendant jusqu'à la périphérie du plateau (voir fig. 8).

La fig. 19 est une coupe d'un plateau 63 n'ayant que des orifices d'aspiration périphériques 64. Comme le plateau à aspiration centrale de la fig. 18, le plateau 63 assure une aspiration très efficace des poussières de ponçage, mais à la périphérie du disque. Les orifices périphériques 64 débouchent à proximité de la surface de la pièce pour créer un effet de succion analogue à celui de la chambre à dépression décrite et revendiquée dans la demande de brevet canadien N° 148535. Le plateau de la fig. 19 ne crée pas d'effet de succion sous le disque abrasif et l'opérateur doit faire appel à sa force musculaire pour exercer la pression nécessaire sur la ponceuse. La configuration idéale est donc celle d'un plateau ayant à la fois des orifices centraux et des orifices périphériques judicieusement dimensionnés. Le plateau de la fig. 19 est associé à un couvercle 65 qui peut être éliminé si l'on utilise une chambre à dépression de configuration convenable, comme dans le cas de la fig. 18.

• La fig. 20 représente une configuration de disque abrasif comportant une ouverture centrale 69, une jupe périphérique flexible 67 et une série de trous d'aspiration périphériques 68 percés à la périphérie de la zone abrasive annulaire 66. Dans ce cas, la jupe flexible 67 n'est ni percée ni découpée. Ce type de disque abrasif est utilisable avec un plateau dont les orifices périphériques débouchent dans la face de travail, et non pas dans la surface circonférentielle comme dans les exemples des fig. 1, 4, 5 et 7. Un léger inconvénient des trous d'aspiration 68 percés dans la surface abrasive 66 du disque est qu'ils peuvent parfois accrocher des saillies aiguës de la pièce, auquel cas le disque se déchire. En contrepartie, cette disposition des orifices périphériques assure une aspiration plus efficace des poussières.

La fig. 21 illustre une autre forme de disque abrasif 70 dont la partie circulaire est percée d'un trou central 73. La périphérie du disque 70 est découpée d'encoches trapézoïdales 71 formant des dents régulièrement espacées 72. Un tel disque se monte sur un plateau 74 du type illustré sur la fig. 22. Le disque est fixé par une bague de caoutchouc 75 serrant les dents 72 contre la surface circonférentielle du plateau.

On peut appliquer le même principe à une ponceuse à plateau rotatif et vibrant, à actions multiples et à plateau oscillant, à condition qu'une bonne étanchéité soit maintenue entre la chambre à dépression et le plateau mobile.

R

4 feuilles dessins

Claims (7)

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1. Ponceuse aspirante, caractérisée en ce qu'elle comprend un plateau relié à un moyen d'entraînement et comportant un disque de ponçage fixé sur lui de manière détachable, une chambre à dépression montée sur la surface supérieure du plateau, une série d'ouvertures sur la face active du disque et disposées en regard avec des ouvertures que comporte la face inférieure et/ou latérale du plateau, toutes les ouvertures étant en communication avec la chambre à dépression, un moyen prévu sur la chambre à dépression pour régler la valeur de la dépression, la chambre à dépression étant reliée au moyen d'entraînement qui passe par le centre de la chambre, et en ce qu'elle comprend une jupe flexible entre le bord phériphérique inférieur de la chambre et la face supérieure du plateau, la chambre étant agencée de façon à pouvoir subir une flexion par rapport au plan du plateau.

2. Ponceuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre de la chambre est inférieur à celui du plateau, en ce que la chambre comporte un orifice relié à une source de vide et en ce que le moyen permettant de régler la valeur de la dépression comprend une plaque sur la paroi intérieure de la chambre et déplaçable entre une position inactive dans laquelle l'orifice est découvert, et une position active dans laquelle l'orifice se trouve couvert.

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REVENDICATIONS

3. Ponceuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi latérale de la chambre comporte une fente et en ce que la plaque comporte un levier en saillie sortant par la fente pour permettre le réglage manuel de la valeur de la dépression.

4. Ponceuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen permettant de régler la valeur de la dépression comprend une série de perforations dans la paroi de la chambre, et une plaque ajustable sollicitée par un ressort et couvrant les perforations.

5. Ponceuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau comprend une section inférieure flexible et élastique,

reliée à une section supérieure plus dure et plus rigide, et un couvercle rigide recouvrant la section supérieure, disposé entre la section supérieure du plateau et le bord périphérique inférieur de la chambre.

6. Ponceuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section supérieure du plateau comporte une série de nervures radiales, intercalées avec les ouvertures ménagées dans le plateau, chaque paire de deux nervures adjacentes délimitant une chambre de dépression interne contenue dans le couvercle, et en ce qu'elle comporte sur la paroi latérale extérieure du plateau une série d'ouvertures en communication avec les chambres internes, ces ouvertures ayant un diamètre inférieur à celui des ouvertures de la face inférieure du plateau.

7. Ponceuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le disque de ponçage comprend une portion centrale abrasive de même diamètre que la face inférieure du plateau et une jupe périphérique flexible s'étendant au-delà du bord extérieur de la portion abrasive, agencée pour se rabattre vers le haut sur la paroi latérale du plateau, et comportant une série d'ouvertures en regard des ouvertures de la paroi latérale du plateau.