Brevet FR2027727A1 — publié le 19701002

La présente invention concerne des procédés et appareils pour le doucissage ou polissage superficiel d'articles. Le procédé et l'appareil particuliers visés par l'invention sont applicables au doucissage et au polissage de surfaces courbes d'articles en verre, par exemple surfaces de feuilles de verre bombées, et c'est au doucissage ou polissage d'articles en verre qu'on se réfèrera pour décrire l'invention. On notera toutefois que l'invention est aussi applicable au doucissage ou polissage d'articles à surfaces courbes en d'autres matières transparentes, par exemple matière plastique synthétique rigide. L'invention est encore applicable au polissage de surfaces sensiblement planes. Par les techniques connues, il est difficile de polir les surfaces d'articles à courbure complexe, présentant un certain nombre de rayons de courbure autour d'axes non parallèles, sans faire apparaître de défauts superficiels tels qu'égratignures ou griffes. Ces défauts sont particulièrement genants dans les feuilles de verre bombées destinées à former les glaces de véhicules à moteur ou dans les pare-brise stratifiés pour avions, parce qu' ils affectent les caractéristiques optiques des feuilles. Jusqu' à présent, le doucissage et le polissage s'opèrent mécaniquement à l'aide de disques rigides dont la surface doucisseuse ou polisseuse présente une courbure épousant sensiblement celle de la feuille de verre à polir De ce fait, il faut utiliser un grand nombre de disques à courbures différentes.De plus, ces disques ne permettent pas le doucissage et/ou polissage d'une feuille de verre à courbure complexe. En outre, on a constaté que l'utilisation d'un disque rigide de ce genre, incapable d'entrer totalement en contact avec la surface de la feuille de verre, fait apparaitre des griffes sur la surface de celle-ci Ces griffes doivent etre ultérieurement éliminées à la main, ce qui accrolt le temps de doucissage et de polissage. La présente invention vise un appareil pour le doucissage ou polissage de la surface d'un article, comprenant un dispositif, à fixer à un moyen moteur, qui comporte une membrane souple entraînée en rotation par le moyen moteur, R u plusieurs éléments doucisseurs oupolisseurs fixés à une première face de la membrane pour tourner avec elle et un moyen propre à appliquer une pression de fluide à la seconde face de la membrane pour faire apparature, entre ledit ou lesdits éléments et la surface à doucir ou polir, une aire de contact représentant au moins une proportion majeure de air dudit ou desdits éléments, cette aire de contact subsistant pendant mouvement relatif entre l'élément ou les éléments et ladite surface. De préférence, la surface à doucir ou à polir est une surface courbe. En fonctionnement, le fluide sous pression force l'élément ou les éléments doucisseurs ou polisseurs à prendre un profil épousant d'aussi près que possible celui de la surface à doucir ou polir, tout en permettant au profil de l'élément ou des éléments doucisseurs ou polisseurs de se modifier conformément à toutes variations éventuelles de l'ensemble du profil de la surface à doucir ou polir. Suivant un mode de réalisation, l'appareil comprend un dispositif doucisseur portant une série d'éléments doucisseurs fixés à la première face précitée de la membrane, chaque élément étant un disque plat. Suivant une variante, l'appareil comprend un dispositif de polissage comportant un seul élément polisseur fixé à la première face de la membrane, cet élément étant un tampon circulaire en feutre. Dans ce cas, le tampon en feutre peut etre divisé en secteurs par une série d'incisions radiales ou radiales et circulaires. De préférence, la membrane constitue l'une des parois délimitant une cavité destinée à recevoir du fluide assurant l'application de la pression à la seconde face précitée de la membrane. Plus particulièrement, la membrane peut être circulaire et la cavité définie entre cette membrane et une seconde membrane circulaire, les deux membranes étant réunies par leurs périphéries. La membrane à laquelle est fixé l'élément ou chacun des éléments précités est de préférence plus mince que la seconde membrane. I1 est aussi préférable que le dispositif comprenne un obturateur, commandant un passage qui pénètre dans la cavité, comportant un moyen qui permette de régler l'admission de fluide dans cette cavité et, ainsi, la pression de contact établie entre l'élément ou les éléments doucisseurs ou polisseurs et la surface à doucir ou polir. Le fluide est de préférence de l'air ou de l'eau. Dans le premier cas, la pression d'air est de préférence supérieure à la pression atmosphérique. L'appareil de doucissage ou de polissage décrit ci-dessus comporte de préférence un moyen moteur destiné à faire tourner la membrane à laquelle sont fixés le ou les éléments précites. On peut prévoir, pour monter la membrane postant l'élément où les éléments précités, un corps pouvant entre fixé de manière amovible à l'arbre de sortie d'un moyen moteur rotatif. L'invention vise encore un procédé de doucissage ou de polissage de la surface d'un article,caractéisé en ce qu'on presse une surface doucisseuse ou polisseuse soufre, entravée en rotation1 contre la surface à doucir ou à polir a l'aide de fluide sous pression, l'aire de contact entre lesdites surfaces représentant au moine une proportion majeure de l'air de ladite surface polisseuse ou doucisseuse, en ce qu'onirègle la pression de contact établie entre lesdites surfaces et en ce qu'on assure un mouvement relatif en translation entre ces surfaces, le contact entre ces surfaces étant maintenu par ledit fluide sous pression. On va maintenant décrire, à titre d'exemple certains modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est, en élévation, une vue en coupe d'un dispositif rotatif pour le doucissage de la surface courbe d'une feuille de verre la figure 2 est une vue en plan de dessous de ce dispositif; la-figure 3 est une vue partielle en plan de dessous d'un dispositif analogue à celui montré sur les figures 1 et 2, pour le polissage de la surface courbe d'une feuille de verre, et la figure 4 est, en élévation, une vue en coupe droite d'un accessoire suivant une variante. Suivant les deux modes de réalisatione iT est prévu un dispo- sitif rotatif destiné à doucir ou à polir la surface courbe dt une feuille de verre convenablement disposée et soutenuesur une table ou autre support de manière à ce que sa face supérieure puisse subir l'action de doucissage Qu de polissage Tel que représenté sur les figures I et 2, le dispositif de doucissage de la surface courbe d'une feuille de verre comprend un bloc ou corps circulaire 10, en bois, présentant au centre de l'une de ses faces un écrou captif Il, immobilisé par rapport à lui par une plaque 22 et vissé sur l'extrémité de l'arbre de sortie 12 d'un moteur rotatif à air comprimé 23, la plaque 22 étant fixée au corps 10 par des vis 24. La vitesse de rotation du moteur est, du moins dans l'exemple choisi, de 100 t/mn. Une membrane circulaire 13, en caoutchouc, est fixée à la face opposée du corps circulaire 10 par une plaque de serrage 14 et par des vis à bois 15, le diamètre de cette membrane étant supérieur à celui du corps 10. Au pourtour de la membrane 13 est fixée une seconde membrane analogue 16, en caoutchouc. Dans l'exemple choisi, cette seconde membrane est fixée à la première par deux anneaux de serrage 17, serrés l'un contre l'autre par une série d' ensembles boulon-écrou 18 espacés. Les membranes 13 et 16 définissent ensemble une cavité 19 communiquant avec l'extérieur à travers un clapet de retenue 20, monté sur un trou 25 percé dans la première membrane 13 et qui permet d'introduire dans la cavité un fluide destiné à appliquer une pression sur la face intérieure de la seconde membrane 16. La face extérieure de la seconde membrane 16 est garnie d'un grand nombre de rondelles plates en laiton 21. Ces rondelles sont fixées à la face extérieure de la membrane 16 et réparties, dans l'exemple choisi, sur six cercles autour d'une rondelle centrale. La fixation peut entre assurée par un adhésif convenable, par exemple à base de caoutchouc, résistant au choc. Si l'on utilise au polissage du rouge d'oxyde de cérium ou d' oxyde ferreux en suspension dans un véhicule liquide ou pâteux, les espaces définis entre les rondelles jouent le roule de support. On choisit le diamètre des rondelles d'après la courbure générale du verre à doucir ou à polir. Par exemple, les rondelles ort;un diamètre de 3 mm pour des rayons de courbures inférieurs à 25 cm, de 6 mm pour des rayons de courbures de 25 à 50 cm et de 8 mm pour des rayons de courbures dépassant 50 cm. Pour le dispositif de polissage représenté sur les figures 1 et 2, on remplit la cavité 19 d'eau ou d'un autre liquide à travers le clapet de retenue 20. Les faces inférieures des rondelles 21 fixées à la membrane 16 constituent alors une surface de doucissage souple et tarée, destinée à s'appliquer contre la face supérieure incurvée exposée d'une feuille de verre à doucir et à laquelle la pression d'eau régnant dans la cavité fait épouser le profil de la feuille de verre. On simplifie ainsi le doucissage de feuilles de verre à courbure complexe, du fait que la surface doucisseuse s'adapte facilement au profil de la surface à doucir en épousant ses variations éventuelles. De plus, il suffit d'un seul dispositif de doucissage pour doucir les zones à courbures différentes. Pour améliorer le doucissage assuré par les rondelles en lai- ton 21, on peut appliquer sur la surface de la feuille de verre à doucir une boue de grains de carbure de silicium ou d'oxyde d'aluminium de numéro compris entre 100 et 300. On peut aussi substituer aux rondelles d'autres éléments, par exemple disques en liège ou tampons en feutre mou ou rondelles en "Nylon". La figure 3 représente un accessoire rotatif pour le polissage de la face courbe d'une feuille de verre. Ce dispositif est sensiblement identique à celui décrit ci-dessus et représenté sur les figures 1 et 2, sauf que les rondelles en laiton 21 ou autres éléments sont remplacée par un tampon circulaire en feutre 30. Ce tampon est fixé à la face extérieure de la seconde membrane 16 à l'aide d'adhésif convenable, par exemple du type caoutchouteux résistant au choc. Dans lacavité 19 délimitée par les membranes 13 et 16, on insuffle de l'air ou autre gaz à travers le clapet de retenue 20. On peut régler l'effet de polissage exercé par la membrane 16 revetue de feutre, pour divers degrés de courbure de la surface de feuille de verre à polir, en faisant varier la pression d'air régnant dans la cavité 19. Pour une surface concave, plus le rayon de courbure de la surface à polir est faible, plus la pression d'air nécessaire est grande. On obtient ainsi une aurface polisseuse apte à épouser intimement la forme superficielle de la feuille de verre. De préférence, la pression d'air est supérieure à la pression atmosphérique. Pour que le tampon en feutre 30 épouse mieux les variations de profil de la surface de la feuille de verre, on le divise en secteurs séparés en y ménageant un certain nombre d'incisions radiales 31. En variante, on peut diviser le tampon 30 en zones autres formes, par exemple en y ménageant en combinaison des incisions radiales et circulaires. On peut appliquer sur le feutre polisseur du rouge à polir d'oxyde de cérium ou d'oxyde de fer en suspension dans un véhicule liquide ou pâteux. On constate que l'air insufflé entre les membranes, outre qu'il fait épouser le profil de la surface de la feuille de verre, assure en outre une isolation thermique qui s'oppose efficacement à une dissipation facile de la chaleur engendrée pendant le polissage à la surface du feutre. On constate qu' à peut accélérer notablement le polissage en retenant la chaleur engen drée par lui. Ceci paratt résulter de ce que la chaleur engen dréeprovoque une déformation plastique de la surface du verre, bien que le mécanisme de ce phénomène ne soit pas déterminé avec précision. On a constaté que lorsqu'on utilise une telle membrane gonflée à l'air, on opère le polissage quelque cinq fois plus vite qu'à l'aide d'un disque de polissage classique, non déformable. La figure 4 représente un dispositif modifié, sensiblement identique à celui montré sur les figures 1 et 2, les pièces non modifiées conservant sur la figure 4 les mimes références numériques. La modification majeure réside dans le fait que les membranes 13 et 16 sont en caoutchouc non vulcanisé et en ce qu'on réunit leurs périphéries par vulcanisation. On peut donc supprimer les anneaux de serrage 17 et les boulons 18, ce qui ménage davantage de place pour la fixation de rondelles doucisseuses 21, jusqu'au bord meme de la membrane 16. On obtient le meme avantage si l'on doit fixer à la membrane 16 un disque de polissage au lieu des rondelles à doucir représentées. En outre, la membrane de soutien 13 est plus épaisse que la membrane active 16 à laquelle sont fixés les éléments 21, ce qui est avantageux parce que la membrane 16 peut alors entre plus souple, la membrane épaisse 13 fournissant un soutien plus rigide. Par exemple, la membrane de support 13 peut avoir une épaisseur de 5 mm, celle de la membrane active 16 n'étant que de 1,5 mm. En outre, les moyens prévus pour fixer temporairement le dispositif. à l'arbre de sortie d'un moteur rotatif à air comprimé, ou autre moyen moteur, comprennent un goujon 40 présentant à une extrémité, un tronçon fileté 41, vissé dans un collet taraudé rapporté 42, inséré dans le corps 43 et, à l'autre extrémité, une douille taraudée 44 à visser sur l'arbre de sortie (non représenté) d'un moteur d'entratnement Comme exposé plus haut, les surfaces doucisseuses ou polis- seuses de ces dispositifs peuvent épouser intimement le profil de la surface incurvée contre laquelle on les applique. On conçoit donc- que, bien que surtout conçus pour agir sur des surfacesoeur- bes et notamment à courbure complexe, les dispositifs décrits cidessus peuvent aussi servir à adoucir ou à polir des surfaces sensiblement planes. On peut aussi les utiliser pour doucir ou polir les surfaces dLarticles en matières transparentes autres que verre, par exemple matière plastique synthétique rigide telle que polyméthacrylate de méthyle étiré. REVEWDICkTIONS 1. Appareil pour le doucissage ou polissage de la surface d' un article, caractérisé en ce qutil comprend un dispositif, à fixer à un moyen moteur, comportant une membrane souple entrai- née en rotation'par le moyen moteur, un ou plusieurs éléments doucisseurs ou polisseurs fixés à une première face de la membrane pour tourner avec elle et un moyen propre à appliquer une pression de fluide à la seconde face de la membrane pour créer, entre ledit ou lesdits éléments et la surface à doucir ou polir, un contact suivant une aire représentant au moins une proportion majeure de l'air dudit ou desdits éléments, ledit contact étant maintenu pendant le mouvement relatif entre l'élément ou les éléments et ladite surface. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série d'éléments doucisseurs fixés à la première face de la membrane, chacun desdits éléments étant un disque plat. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend un seul élément polisseur fixé à la première face de la membrane, et consistant en un tampon circulaire en feutre. 4; Appareil selon la revendicaion 3, caractérisé en ce que le tampon en feutre est divisé en secteurs ou zones séparés par une série d'incisions radiales ou d'incisions radiales et circulaires. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane constitue l'une des parois délimitant une cavité destinée à contenir du fluide assurant l'application de la pression sur la seconde face de la membrane. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la membrane est circulaire et en ce que la cavité est déformée entre cette membrane et une autre membrane circulaire, les deux membranes étant réunies par leupériphéries. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la membrane portant l'élément ou chacun des éléments précités est plus mince que l'autre membrane. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu il comporte un clapet commandant un passage qui débouche dans la cavité, et comportant un moyen qui permet de régler l'admission de fluide dans la cavité et ainsi la pression de contact entre l'élément ou les éléments doucisseurs ou polisseurs et la surface à doucir ou à polir. 9 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide est de l'air. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'air est sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le fluide est de l'eau. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen moteur propre à faire tourner la membrane portant le ou chacun des éléments précités. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte pour le montage de la membrane portant l'élément ou chacun des éléments précités, un corps fixé de manière amovible à l'arbre de sortie d'un moyen moteur rotatif. 14. Procédé de doucissage ou de polissage de la surface -d' un article, caractérisé en ce qu'on presse une surface doucisseuse ou polisseuse souple, entraînée en rotation, contre la surface à doucir ou à polir à l'aide de fluide sous pression, en mettant lesdites surfaces en contact suivant une aire représentant au moins une proportion majeure de l'aire de ladite surface polisseuse ou doucisseuse, en ce qu'on règle la pression de contact établie entre lesdites surfaces et en qu'on assure un mouvement relatif en translation entre elles, ledit contact entre surfaces étant maintenu par ledit fluide sous pression.