Brevet FR2002716A1 — publié le 19691031

Cette invention se propose d'apporter des perfectionnemens à la tecriniQue du polissage du verre. Le procédé normal pour polir une surface dtune pièce telle qu'une dalle de verre consiste à appliquer contre elie une matière abrasive fine sous la forme lioli- de ou sous la forme l'un agent pâteux et à frotter le mélange abrasif sur la surface è l'aide d'une tête de polissage actionnée mécaniquement. Il est nécessaire que des quantités supplémentaires de mélange abrasif soient appliquées à la surface continuellement ou à de fré- quents intervalles de temps pendant toute la durée de l'opération de polissage0 La pratique normale consiste, à cet -égard, pour l'o- pérateur chargé du travail de polissage, à régler ie débit suivant lequel sont appliquées les quantités supplémentaires du mélange de matière abrasive0 les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis, toutefois, de constater que la vitesse à laquelle l'addition de matière abrasive est effectuée a une répercussion d'une part sur la vitesse à laquelle le polissage se déroule et également sur d'autres facteurs entrant en jeu au cours de l'opération de polissage0 L'invention procède de cette constatation0 Considérée suivant un premier aspect, l'invention est matéria- lisée dans un procédé de .polissage d'une surface d'une pièce telle qutune dalle de verre suivant lequel une tête de polissage actionnée mécaniquement agit pour frictionner une matière abrasive fine sur la surface et suivant lequel, au sur-clas, une matière abrasive fine suplémentaire est amerée contre la surface en cours de polissage en réponse à des signaux provenant d'un système détecteur réagissant à la résistance rencontrée par la tête de polissage et révélant une augmentation de cette résistance0 Suivant un autre aspect, l'invention est matérialisée dans un appareil pour polir une surface d'une pièce telle qu'une dalle de verre comprenant un support actionné mécaniquement auquel est ou peut etre fie une tête de polissage, un système détecter ra- gissant à la résistance rencontrée rar la tête de polissage pendant son fonctionnement, et un dispositif alimentateur ou adducteur four naissant une matière abrasive fine à la surface en ccurs de polis- sage et agissant par amener cette matière abrasive à une vitesse accrue en réponse à des signaux fournis par un détecteur et révélant une augmentation de la résistance rencontrée, Considérée suivant un autre aspect enc-ore, l'invention est matérialisée dans une pièce telle qu'une dalle de verre comportant au moins une surface qui a été polie- par le procédé sus-indiqué ou à l'aide de l'appareil dont il vient d'être question La matière abrasive fine est appliquée, de référence, sous la forme d'un liquide ou d'un agent pâteux et peut être du type norralement appelé dans l'industrie "rouge pour le polissage du verre". Les rouges de polissage typissage sont des suspensions d'oxyde de cérium ou d'oxyde ferreux dans un licuide ou des milieux pâteux ou blen des suspensions-dans l'eau de carbure de silicium ou d'oxyde d'aluminium ayant une grosseur de grain comprise entre 100 et 300. Le mécanisme de polissage du verre n'est pas oarfaitement explicable, mais on a des raisons de peser qu'en plus de l'enlévement d'une petite quantité de verre par la matière abrasive, il se produit un certain fluage du verre, Il semble que le polissage, et en warticulier le fluage du verre, est augmenté au fur et à mesure que la-pression entre la tête de polissage et le verre s'accroit et on a pu constater par des essais effectués antérieurement que le réglage de la pression constitue un facteur significatif au point de vue du polissage. Mais les recherches dont il a été parlé ont permis également de constater qu'un autre facteur fortement si gnificatif- au cours du polissage est la quantité de matière abrasive employée et en particulier le fait que la vitesse de polissage est considérablement accélérée si l'on emploie une quantité de matière abrasive aussi petite que possible. les recnerches sus-indiquées ont également permis de faire cette constatation que la résistance rencontrée par la têté de po- lissage augmente au ftir et à mesure que la quant té d'abrasif est réduite et l'invention est fondée sur le principe de la détection de la résistance et de l'arrivée de la matière abrasive a une vitesse ou selon un débit qui soit fonction de cette résistance, de telle sorte que celle-ci passe êJre mairXtenue à une valeur relativement élevée avec, par voie de conséquence, une augmentation de la vitesse de polissage. On est fondé en outre à penser que la vitesse de polissage augmente quand la surface se trouve chauffée. Il est fort possible que la vitesse de polissage améliorée obtenue grâce à l'utilisation d'une petite quantité d'abrasif résulte de la quantité de chaleur accrue qui est engendrée par la tête de polissage lorsqu'elle ren contre une résistance plus grande. L'invention englobe la fourniture continue ou intermittente de la matlère abrasive à la tête de polissage et le réglage de la vitesse ou du débit d'écoulement de la matière abrasive conformément à la résistance rencontrée par la tête de polissage. A titre de variante, une quantité fire rédéterminée de matière abrasive peut être amenée chaQue fois us a résistance s'élève au-aessus d'une certaine valeur. L'invention est plus complètement décrite ci-après en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels: La fig. 1 est une vue en coupe d'un distributeur de rouge pour le polissage du verre faisant partie de l'appareil conforme - l'in- vention, la coupe passant par la ligne 1-1 en fig.2. La fig. 2 est une vue en coupe )ar la ligne 2-2 en figvt. La fig. 3 est une vue en élévation latérale dessinée à plus petite échelle de l'appareil conforme à l'invention comortant le distributeur représenté dans les fig. t et 2, cet appareil faisant lui-meme partie 'une machine de polissage qui n'est pas autrement représentée. La fig. 4 est une vue en coupe d'une tête de polissage typique utilisable dans l'appareil que montre la fig.3. La fig. 5 est un diagrame mettant en évidence la relation fonctionnelle entre les divers organes de l'appareil. La fig. 6 est un diagramme mol-trant un dispositif destine à empêcher la matière abrasive de se séparer du milieu on agent liauide dans lequel elle est en suspension. Les fig. 7,8 et 9 sont des graphiques montrant différentes facons de distribuer la matière abrasive. Le distributeur représenté dans les fig. 1 et 2 comprend un réservoir cylindrique 10 pour d'une paroi latérale 11, d'une paroi supérieure 12 et d'une embase 13q Cette embase 13 a une forme annulaire et comporte un corps S valve 14 fixé à sa face inférieure ar des vis 15. Le cors t4 de cette valve est percé d'un trou axial avec siège tronconique d'application de la valve à son extrémité inférieure, ce siège coopérant avec une tête de valve mobile 16 montée à l'extrémité inférieur d'une tige de commande 17 dont la partie supérieure est reliée à l'armature d'un soléncide 18 monté sur une console 19 fixée à la paroi supérieure t2 du réservoir 10. la tige 17 est normalement sollicitée vers le haut par un ressort hélicoïdal de compression 20 qui agit entre un collet 21 goupille à cette tige et la surface supérieure d'un boisseau 22 assujetti au corps 14 de la valve par des vis 23. La tige 17 passe à travers un trou pratiqué au centre du boisseau 22 par coulissement sans friction exagérée et supporte un disque agitateur 24 monté à l'intérieur du boisseaux Des trous (non représentés) pratiqués dans la paroi latérale du boisseau 22 permettent à un liquide contenant une matière abrasive provenant de la partie intérieure principale du réservoir 10 de pénétrer dans le boisseau et dans le corps 14 de la valve La construction est étudiée de telle sorte que quand la valve est normalement fermée et qu'un courant électrique parcourt le so lénoide 18, la tige 17 soit poussée de haut en bas et ouvre la valve0 Le mouvement du disque 24 contribue à agiter le liquide qui se trouve dans le boisseau et à empocher la matière abrasive de se séparer par déport. Un tube 25 s'étend axialement à travers le réservoir 10 et enveloppe la tige 17 et le ressort 20; il est pourvu à son extrémité inférieure d'une bride 26 qui s'étend au-dessus du boisseau 22 et est également fixé et maintenu en-place par les vis 230 Un guide tubulaire 27 monté à la partie supérieure du tube 25 assure l'emplacement correct de la tige 170 Des paliers 28 sont montes contre la paroi externe du tube 25 près de son extrémité supérieure. Ces paliers 28 supportent un manchon 29 afin qu'il puisse tourner par rapport à l'axe du tube. Ce manchon 29 Bupporte un organe agitateur 30 qui s'étend de haut en bas et vers l'extérieur par rapport à ce manchon 29 et qui est muni de palettes radiales 31. Un bras 32 est fixé à la partie supérieure du manchon 29 par des vis 33. L'extrémité externe de ce bras est rabattue vers le bas et porte un goujon 34 (voir la fiv.2) traversant un palier universel 35 prévu à une extrémité d'une bielle 360 Un palier analogue 37 placé à autre extrémité de cette bielle 36 reçoit un goujon 38 monté excentriquement sur un disque 39 qui est fixé à la sortie d'une botte 40 renfermant un engrenage démultiplicateur actionné par un moteur électrique 41. Ce moteur est monté sur une console 42 fixée à la paroi latérale Il du réservoir 10e La construction est étudiée de telle sorte qu'au cours du fonctionnement, le moteur entraîne en rotation le disque 39 qui, à son tour impose un mouvement de va-et-vient longitudinal à la bielle 36, et un mouvement d'oscillation dtun angle limité au bras 32 portant l'organe agitateur 30. Celui-ci agit donc pour contribuer à empêcher la matière abrasive de se séparer du liquide par dépôt dans le réservoir 10. Ce dernier peut être alisément rempli à nouveau par un orifice segmentare 43 -prevu a'un côté de la paroi supérieure 12. Le distributeur est utilisé en combinaison avec un appareil de polissage du verre et peut occulter n1 importe quelle position conve- nable. La fig. 3 montre une partie de l'appareil pour polir le verre du type décrit dans un orevet français au nom de la r:5 Société déposé le 16 février 1968 sous le titre "Appareil pour le polissage du verre". Cet appareil n'est pas représenté ici car une grande partie s'applique à la présente inveftioi. Qu'il suffise d'indi- quer qu'une feuille ou dalle de verre 44 est fixée à une table horizontale 45 qui va et vient dans une direction horizontale et oscille autour d'un axe vertical. La face supérieure de cette feuille de verre 44 est polie à l'aide d'une tête de polissage 46 fixée à l'extrémité inférieure d'un arbre 47 et entraînée en rotation par un moteur hydraulique 48 par l'intermédiaire d'une courroie 48a actionnée par une oublie calée sur l'arbre du moteur et d'une poulie 48b elle-même calée sur l'arbre 47. Celuici est claveté coulissant de façon à pouvoir exécuter un mouvement vertical limité par rapport à la poulie 48b et est sollicité de haut en bas par un équipement pneumatique 49 à piston mobile dans un cylindre monté sur une console 50, de telle sorte que la tête de polissage 46 presse sur la feuille de verre 44 avec une force prédéterminée. L'arbre 47, le moteur 48, l'équipement 49 et la conscle 50 sont tous supportés par un chariot 51 garni de roues 52 qui roulent sur des rails horizontaux fixes 53. Ce chariot 51 va et vient le long des rails dans un direction perpendiculaire au mouvement alternatif de la table 45. Le distributeur, désigné dans son ensemble par 54 est également monté sur le chariot 51 de façon à rester en position fixe par rapport à la tête de polissage 46. Au cours du fonctionnement, la construction est telle que la tête de polissage 46 se meut sur la surface de la feuille ou dalle de verre 44 suivant un traJet prédéterminé en principe de façon à ne pas suivre exactement le même trajet de façon répétée. Il doit être entendu cependant que la présente invention est applica- ble à n'importe quelle forme comparable d'appareil de polissage comportant une tête de polissage déplacée sur la surface de la feuille ou dalle de verre qu'il s'agit de polir. L'appareil peut être utilisé e particulier avec un a pareil comportant une tête rotative déplacée sur la surface d'une feuille ou dalle de verre fixe par des opérateurs qui eux-mêmes impriment un mouvement de va-et-vient à la tête de polissage. les détails d'une tête de polissage typique 46 sont visibles dans la fig.4. Cette tête de polissage comprend un disque métalli- tue 55 garni d'un tampon circulaire 56 fixé par collage à sa surface irférieure, ce tampon 56 étant muni sur sa surface inférieure de rainures 57 en forme de V retourné. Un plateau circulaire 58 est fixé à la surface supérieure du disque 55. Une dépression conique est ménagée dans la partie centrale de la surfa. ce supérieure de ce plateau 58; elle reçoit la partie inférieure d'une bille en acier 59 dont la partie supérieure est engagée dans une creusure semblable pratiquée dans la partie centrale de la surface inférieure d'un carter 60 fixé par une clavette 61 à l'extrémité inférieure de l'arbre 47, cette broche faisant saillie pour pénétrer dans un trou axial borgne prévu dans la partie suné- rieure du carter. Les creusures et la bille 59 sont étudiées de façon qu'un petit intervalle soit ménagé entre le plateau 58 et le carter 60 afin de permettre une légère inclinaison de l'axe de la têtede polissage 46 par rapport à l'arbre 47. Trois goujons filetés 62 font saillie vers le haut à partir du plateau 58 en passant à travers les trous d'un rebord 63 s'étendant radialement et solidaire de la partie inférieure du carter 60. Des ressorts de compression hélicoïdaux 64 enroulés sur les goujons 62 agissent entre la surface supérieure du rebord 63 et des rondelles 65 portent contre des écrous 66 vissés sur les extrémités supé- rieures filetées des goujons 620 Ceux-ci sont disposés symétri- quement autour de l'axe de la tête de olissage 46 et la cons- traction est étudiée de telle sorte que le tampon 56 subisse une sollicitation vers une position horizontale mais puisse être incliné dans une certaine mesure dans une direction quelcon e l ré l'antagonisme des resserts 64. Cette clinaison peut s'avérer nécessaire pour permettre à la tête 4 de @@@r des surfaces qui ne sont pas exactement planes mais présentent de légères irrégularités. Au cours du fonctionnement, une tête mesurant un diamètre approximatif de 150 mm peut être entraînée en rotation à 100 tours environ par minute. Dans la fig.5 est représenté le mode d'application de l'inven tison. Un liquide assurant le fonctionnement du moteur hydraulique 48 arrive par un conduit 67 qui passe par un dispositif 68 sensible à la pression qui peut être de n1 importe quel type convenable. C'est ainsi que ce dispositif peut comprendre des soufflets remplis de liquide et subissant 11 action d'un ressort qui impose à ces soufflets une sollicitation dans le sens de la fermeture. Au fur et à mesure que la pression augmente, ces soufflets sont refoulés davantage vers leur position d'ouverture malgré l'antagonisme dû à la force progressivement croissante exercée par le ressort. Des micro-interrupteurs sont commandés par ces soufflets au moment où ils s'ouvrent selon des amplitudes prédéterminées. Quand la pression s'élève jusqu'à une première valeur prédéterminée, le dispositif 68 intervient pour fournir une impulsion électrique qui agit de telle sorte que le solénoïde 18 fonctionne pendant une durée prédéterminée d'ailleurs assez courte. Ceci fait que la valve du distributeur 54 s'ouvre et qu'une petite quantité du liquide contenant en suspension la matière abrasive s'écoule à partir du distributeur de haut en bas dans un tube 69 (voir également la fige1) Jusqu'à un endroit situé immédiatement à proximité de la tête de polissage 46. Comme expliqué ci-avant, la présence du liquide et de la matière abrasive réduit la résistance rencontrée par la tête de polissage. Il en résulte que le moteur est appepl à produire un couple plus faible et que la pression d'arrivée du liquide est réduite. Le processus est répété chaque fois que la pression s'élève jusqu'à la première valeur prédéterminée. Si, pour une raison quelconque, la vitesse d'emploi de la matière abrasive varie en fonction du temps, la fréquence de fonctionnement du distributeur va varier de façon correspondante. Ceci est mis en évidence graphiquement par la fig.7 dans laquelle la ligne des abscisses représente les temps et la ligne des ordonnées la quantité de liquide distribuée à chaque occasion. Dans la pratique, on a pu constater que si l'on emploie une tête ayant un diamètre égal à 150 mm et tournant à 100 t.p.m., des Quantités du liquide contenant en suspension la matière abrasive comprises entre 10 et 15 cm3 peuvent être fournies avec une fréquence d'e,lviron 30 secondes. L'invention englobe le montage du dispositif 68 sensible à la pression de façon outil puisse mesurer la pression à des intervalles de temps égaux, par exemple suivant une cadence de 30 secon des, et obliger la valve du distributeur à stouvrir pendant un temps qui soit directement fonction de la valeur de la pression. Ceci est mis en évidence schématiquement par la fig.8 où la ligne des abscisses et la ligne des ordonnes représentent respectivement les mêmes variables que dans la fig.7. Suivant une autre disposition encore, la pression est eonstamment regie et commande une valve qui assure un écoulement continu ou sensiblement continu du liquide et de la matière abrasive, le débit d t écoulement à un moment quelconque étant proportionnel à la pression. Cci est mis en évidence par la fig.9 où la ligne des abscisses représente les temps. et la ligne des ordonnées le débit d'écoulement du liquide portant en suspension la matière abrasive. On conçoit à l'examen des figez 7, 8 et 9 quton a représenté ici le fonctionnement du dispositif dans des conditions similaires à savoir les conditions qui se produisent quand la résistance rencontrée par la tête de polissage augmente, puis diminue jusqu'à une valeur inférieure à la valeur initiale Le système peut être également bien appliqué à un appareil dans lequel la tête de polissage soit entraînée en rotation par voie électrique. En pareil cas, la tête est actionnée par un moteur électrique fonctionnant sur tension constante. Quand la résistance physique rencontrée par la tête de polissage 46 augmente, le courant électrique consommé par le moteur augmente lui aussi et c'est cette augmentation qui est utilisée pour régler le dis tribu- tueur. les meilleurs résultats peuvent être obtenus si le polissage est effectué avec utilisation d'une quantité aussi faible que tos- sible de matière abrasive. Si la ouantité de celle-ci présente tombe au-dessous d'une certaine limite, la résistance rencontrée par la tête de polissage devient telle qu'un dégagement de chaleur excessif se produit, ce qui peut rayer de façon irréparable la surface du verre ou même faire fondre la matière adhésive qui est le plus souvent du brai utilisé pour fixer le tampon de polissage en feutre en place. Ceci peut avoir pour conséquence que le tampon se colle contre le verre. Pour @@vier @ cette difficulté, la construction est étudiée de préférence de façon que si le dispositif 68 sensible @ la pression, détecte une presion dépassant une seconde valeur prédéterminée supérieure à la première valeur en question ou si le courant alimentant le moteur électrique atteint une seconde limite supérieure à la limite dont il a été parlé, l'équipement 49 à piston mobile dans un cylindre soit inversé et amené à soulever la tête de polissage à à l'écart de la surface de feuille ou dalle ae verre 44. Dans les constructions décrites, le distributeur comporte un organe agitateur destiné à empêcher la matière abrasive de se séparer par dont. Une varia te de cette disposition est représentée schématiquement par la fig.6. Ici, le liquid contenant en suspen sion la matière abrasive est renfermé dans un bac 70 et nis en circulation par une pompe 7@ à travers un conduit 72 dont les deux extrémités sont reliées à ce bac. Cette circulation constante empêche la matière abrasive de se séparer. Le conduit 72 aboutit en passant à travers le corps d'une valve 73 commandée électromagnétiquement de façon que, quand cette valve s'ouvre, le liquid contenant en suspension la matière abrasive soit distribué par cette valve; Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour polir une surface d'une pièce de verre caractérisé en ce qu'une tête de polissage entraînée mécaniquement est astreinte à faire agir par friction une matière abrasive fine sur la urface du verre, de la matière abrasive fine supplémentaire étant amenée sur la surface en cours de polissage sous l'action de signaux eng@@rés par un détecteur réagissant à la résistance rence trée par la tête de polissage en indiquant ainsi une augmentation de la résistance. 2.- Procédée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la matière abrasive fine supplémentaire est amenée par intermittences contre la surface de verre en cours de polisage. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que des quantités égales de la matière abrasive fine supplémentaire sont amenées sur la surface de verre à des intervalles de temps qui dépendent du taux d'augmentation de la résistance recontrée par la tête de polissage. 4.-Procédé suivant la revendication 2; caractérisé en ce que des quantités de la matière abrasive fine supplémentaire sont amenées à la surface du verre en cours de polissage à des intervalles de temps égaux, la quantité fourmie à chaque occasion dépendant de la résistance recontrée par la tête de polissage. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la tête de polissage est entraînée hydrauliquement, le détecteur réagissant aux montées de pression dans le conduit d'arrivée du liquide. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête de polissage est entraînée électriquement, le décteur réagissant à des augmentations de la quantité d'énergie électrique utilisée pour actionner la tête. 7.- Pièce de verre comportant une surface qui a été polie par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 8.- Appareil pour polir une surface d'une pièce de verre caractérisé en ce qu'il comprend un support entraîné mécaniquement auquel une tête de pollissage (46) est fixée ou peut être fixée, un détecteur réagissant à la résistance rencontrée par la tête de @@ @ge quand cette tête est en fonctionnement, et un matière alimentation destiné à fournir une matière abrasive fine sur la surface en c@@r e @ ge et agissant pour faire arriver cette matière abrasive à une vitesse ocrue en réponse aux signaux engendrés par le détecteur et indiquant une augmentation de la ré résistance. 9.- Appareil suivant la revendication 8, caractérisé par un moteur hydraulique (48) agissant pour entraîner le support, le détecteur répondant aux montées de la pression dans le système d'arrivée du liquide à ce moteur hydraulique. 10.- Appareil suivant la revendication 8, caractérisé par un moteur électrique agissant pour entraîner le support, le détecteur réagissant aux augmentations de la quantité d'énergie électrique consommée par le moteur. 11.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par un détecteur supplémentaire qui agit quand la résistance rencontrée par la tête de polissage s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée pour écarter la tête de polissage (46) de la surface de la pièce de verre. 12.- appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le dispositif adducteur comprend une valve reliée à un réservoir pour la fourniture d'un liquide contenant en suspension la matière abrasive. 13.- Appareil suivant la revendication 12, caractérisé par un agitateur (30) monté dans le réservoir (10) pour empêcher la matière abrasive de se séparer par dépôt du liquide0 14.- Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la valve est montée dans un conduit relié aux deux extrémités au réservoir et comprenant une pompe agissant pour faire circuler le liquide contenant en suspension la matière abrasive à travers ce conduit et la valve.