Brevet FR2237596A1 — publié le 19750214

La présente invention concerne les brosses à fils métalliques, et en particulier celles comportant des fils noyés dans une masse élastique telle qu'un élastomère analogue à du caoutchouc ou de la matière plastique, naturel ou synthétique. Bien que la masse d'enrobage soit destinée à empecher la torsion, l'étalement et la rupture des fils, en réduisant ainsi l'usure et l'arrachement et en augmentant l'efficacité de la brosse, il réduit aussi le transfert de la chaleur résultant du travail de brossage, ce qui peut provoquer le surchauffage de la masse enrobage ainsi que des fils, le brûlage et le recuit des fils5 et aussi une détérioration rapide de la masse d'enrobage. L'invention a pour but de réduire si ce n'est d'éliminer ces inconvénients. Bien que l'invention puisse autre utilisée pour des brosses à fils de tous -types et de toutes formes telle convient particulièrement pour les brosses à fils métalliques rotatives destinées à fonctionner à grande vitesse L'invention a pour objet d'enrober les fils de la brosse dans une masse élastique ou flexible, mais aussi conductrice de la chaleur, permettant quand les fils sont usés par frottement sous une pression élevée en étant appliqués sur la surface de la pièce travaillée par dépolissage ou nettoyage selon le cas, que ces fils flechissent légèrement mais élastiquement pour éviter une déformation. permanente, et qu'en meme temps du fait de la conductivité thermique la chaleur résultant du frottement soit rapidement dissipée à travers la masse vers l'air environnant.Cela évite l'endommagement par surchauffage de la masse elle-meme ainsi que des fils. Par suite, conformément à l'invention, et suivant une autre caractéristique de celle-ci, de l'acier à haute teneur en carbone d'une grande dureté est utilisé comme matière pour les fils sans risque de diminution de la dureté, de la résistance ou de l'élasticité du fait d'un surchauffage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le transfert de la chaleur des fils à la masse d'enrobage est de plus augmenté en appliquant un agent mouillant, de préférence en isomère ayant une affinité appropriée avec les fils et la masse d'enrobage, ce revêtement étant de préférence appli qué avant I'enrobage.- Cependant, si l'enrobage comporte une vulcanisation, une stabilisation ou une polymérisation de l'élastomère, une opération correspondante de stabilisation ou de polymérisation peut aussi entre utilisée pourl'isomère simultanément avec celle utilisée pour l'élastomère. L'invention a aussi pour objet d'assurer une meilleure fixation des fils dans la masse d'enrobage en utilisant une plaque de retenue comportant une série de trous à travers chacun desquels un faisceau de fils est enfilé et ensuite plié pour que les faisceaux s'étendent parallèlement sur les deux côtés de la plaque de retenue et au-delà de cette plaque mais sensiblement dans une direction parallèle au plan de la plaque afin que, quand la plaque de retenue et les faisceaux de fils sont trempés dans la masse d'enrobage ou sont imprégnés de cette masse, les positions relatives des fils les uns par rapport aux autres ainsi que par rapport à la plaque de retenue soient fixées. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention la plaque de retenue est un disque comportant une série circulaire de trous à travers lesquels sont enfilés les faisceaux de fils métalliques, ces faisceaux étant ensuite repliés pour former à côté de chaque trou et sur les côtés opposés du disque des touffes de fils s'étendant radialement contre le disque et dépassant au-delà du pourtour du disque de façon que quand les fils sont noyés dans une masse d'enrobage flexible mais conductrice de la chaleur l'ensemble forme une brosse rotative à fils métalliques pouvant être utilisée efficacement et économiquement à grande vitesse avec une pression de frottement considérable sans qu'il en résulte un surchauffage pouvant endommager l'ensemble.De plus, en utilisant un grand nombre de trous circulaires et en enfilant à travers chacun de ces trous un faisceau comportant un nombre aussi grand que possible de fils, il est possible d'obtenir avec une masse support minimale un maximum de fils et aussi une surface de travail maximale, les fils étant distribués d'une façon pratiquement uniforme sur un pourtour prédéterminé. Suivant une variante de ce mode de mise en oeuvre, une brosse en fils métalliques, qu'elle soit droite ou rotative, peut comporter un certain nombre de plaques ou de disques de retenue pratiquement parallèles, chaque plaque comportant au moins une série de trous de positionnement pour recevoir les faisceaux de fils enfilés à travers les trous, ces faisceaux étant ensuite repliés pour qu'ils s'étendent sur les côtés opposés de la plaque en dépassant de la plaque pour former une brosse ayant non seulement la longueur et la circonférence désirées mais aussi n'importe quelle largeur désirée, tous les fils étant fixés en place par la masse d'enrobage qui, malgré le grand nombre de fils et les dimensions de l'ensemble, du fait de la conductivité thermique de la masse d'enrobage, améliorée si désiré par un agent mouillant conducteur aussi de la chaleur et situé entre les fils et la masse d'enrobage, permet l'utilisation de la brosse à une grande vitesse de travail et sous une pression importante de frottement sans qu'il en résulte d'endommagement par surchauffage. Des plaques ou des flasques de serrage sont placés aux extrémités de l'ensemble de plaques ou de disques de retenue pour l'assemblage, ces flasques étant de préférence couverts aussi par la masse d'enrobage, Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la masse flexible mais conductrice de la chaleur est appliquée sous la forme de blocs situés entre les plaques de retenue et de préférence aussi entre les plaques de retenue et Les flasques, et après lrassemblage cette masse est soumise à un chauffage et une pression appropriés pour provoquer la stabilisation- ou la vulcanisation dans la totalité de l'ensemble y compris toute la partie comportant les fils dépassant au-delà des plaques de retenue et des flasques Dans ce cas particulier, il est avantageux aussi de former un revêtement d'agent mouillant en immergeant simplement l'ensemble dans une solution d'agent mouillant et ensuite en plaçant l'ensemble avec les flasques entre les plaques de serrage d'une presse pour le chauffage et la mise sous pression d'une façon suffisante pour provoquer la stabilisation des couches d'enrobage ainsi que la stabilisation des revêtements d'agent mouillant, afin d'obtenir la conductivité thermique élevee caractéristique de l'invention. Conformément à l'invention, la masse d'enrobage, qu'elle soit appliquée par trempage dans une solution ou sous la forme de couche intermédiaire entre la plaque de retenue ou les plaques de retenue et les-flasques des extrémités, est une matière plastique conductrice de la chaleur ou une matière plastique rendue conductrice de la chaleur par addition dune poudre conductrice. Une masse d'enrobage préférée est formée d'un caoutchouc de silicone dans lequel est mélangée de la poudre d'aluminium en quantité suffisante pour communiquer la conductivité thermique désirée, cette conductivité étant amélioree si nécessaire par l'application d'un revêtement additionnel appliqué par immersion avant la vulcanisation du caoutchouc et pouvant, si désiré, etre aussi stabilise simultanément avec la vulcanisation. Suivant un exemple spécifique de L'invention, la masse d'enrobage est constituée~par un élastomère de polysiloxane contenant 25 à 30% en poids de poudre- d'aluminium mélangée, et l'isomère mouillant ou d'adhérence est une matière organique silicique appliquée en solution-dans de l'alcooL. Un élastomère préféré de ce type est vendu par Rhone Poulenc sous la marque commerciale Rhodorsil RP 50THT et l'isomère est aussi vendu par Rhone Poulenc sous la marque commerciale Chémosil 6664 RP. L'invention a aussi pour objet un procédé pour la fabrication des brosses métalliques telles que spécifiées ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, ét faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - les figures 1 et 2 représentent schématiquement en élévation du cOté avant et en élévation latérale et partiellement en coupe une brosse droite à plusieurs couches selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et - les figures 3 et 4 représentent schématiquement en élévation par une extrémité et en élévation latérale et partiellement en coupe une brosse métallique rotative à plusieurs couches selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. Ainsi qu'il apparait sur les figures 1 et 2, des faisceaux de fils 1, 2 sont enfilés à travers des trous 4, 5 d'une plaque de retenue ou de montage 3, après quoi les faisceaux sont repliés de la façon représentée -plus particulièrement sur la figure 2. Comme le montre la figure 2, une seconde plaque de montage 6 peut etre placée parallèlement à la plaque 2 pour augmenter la largeur de la brosse-. Une plaque ou flasque de serrage ou d'extrémité est représenté schématiquement en 7 et avec un autre flasque 7' sftué à l'autreextrémkéde l'enseetlepennetdeplacerl'enssentrelespa de plaques de serrage (dont l'une est représen- tée en 8) d'une presse hydraulique, l'ensemble étant ainsi chauffé pour provoquer la stabilisation ou la vulcanisation des blocs d'élastomère de caoutchouc de silicone 9 et 9' placés sur les deux cOtés de chaque plaque de montage 3 ainsi que des plaques de montage supplémentaires éventuelles. Cependant, avant lavulcanisation, l'ensemble avec les fils est trempé dans un agent mouillant liquide pour former une couche d'isomère ayant une affinité suffisante pour le métal des fils et pour l'élastomère, en particulier quand celui-ci est un caoutchouc de silicone rendu conducteur par une poudre d'un métal tel que de l'aluminium finement divisé pour permettre un transfert de chaleur aussi bon que possible entre les fils et le caoutchouc de silicone et à travers ce caoutchouc vers l'air environnant. L'isomère constituant l'agent mouillant est choisi pour qu'il soit polymérisé sensiblement par la même opération de chauffage et de compression utilisée pour le caoutchouc de silicone, conformément à l'invention. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement une brosse métallique rotative selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, les faisceaux de fils étant représentés schématiquement en 11 et 12 et étant enfilés à travers des trous disposés sur un cercle sur un disque de montage circulaire, ces trous étant représentés, par exemple, en 13 et 14 et le disque de montage étant représenté schématiquement en 15. De nombreux faisceaux de fils peuvent ainsi outre supportés parle disque en formant un groupe de fils stéten- dant radialement et déterminant ainsi le rayon de la brosse rotative. Dans la direction axiale,nimporte quel nombre de disques peut être monté delta façon réprésentée par le disque 16 pour obtenir la largeur désirée du balai rotatif. Comme dans le cas des figures l et 2 des flasques sont aussi placés aux extrémités de I'empilage, de la façon représentée sur le flasque 17 sur la figure 4. Ces flasques sont placés entre les plaques de serrage d'une presse hydraulique de la façon représentée par le plateau de serrage 18 sur la figure 4, I'ensemble étant chauffé et comprimé sous la pression de la façon nécessaire pour stabiliser l'élastomère conducteur de la chaleur ainsi que pour stabiliser le revêtement d'agent mouillant en isomère si celui-ci a été préalablement applique sur les faisceaux de fils. Bien que l'isomère formant l'agent mouillant soit de préférence appliqué par trempage, l'élastomère conducteur de la chaleur, tel qu'un caoutchouc de silicone avec de la poudre d'aluminium finement divisée, est appliqué sous la forme de tampons ou de blocs tels que ceux représentés en 19 et 20 sur les deux cOtés du disque 15 et des faisceaux de fils supportês par ce disque, I'un des faisceaux étant représenté schématiquement en 21. Cet ensemble est de plus renforcé par un tube support 22 dont l'extrémité est sertie aux extremités telles que Ilextrémité?;3 pour former un accrochage sur la partie intérieure décalée de chaque flasque 17. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus dans le cas d'utilisation d'un élastomère sous la forme d'un caoutchouc de silicone comme masse principale d'enrobage, avec une poudre métallique conductrice de la chaleur mélangée de préférence une poudre d'aluminium, l'invention n'est pas limitée à Ilutilisation d'un caoutchouc de silicone qui peut être remplacé par un élastomère d'un autre type pour former la masse d'enrobage, la conductivité thermique de cet élastomère étant aussi augmentée en ajoutant une poudre métallique conductrice, par exemple en utilisant une matière plastique telle qu'une résine époxyde ayant une conductivité thermique relativement éle -vee mais qui par mélange d'une poudre métallique augmentant la conductivité thermique de l'ensemble permet une très grande vitesse de travail de la brosse rotative, sans endommagement des fils ni de ltenrobage. De façon similaire, l'adhérence peut etre modifiée sans que l'on sorte du cadre de l'invention, cette adhérence dépendant substantiellement des caractèristiques de mouillage ou d'adhérence de l'agent mouillant par rapport à la structure métallique des fils et à la masse d'élastomère, de sorte qu'il doit être pris soin, si cela est possible, que la stabilisation ou la polymérisation de l'agent mouillant ait lieu à peu près en même temps que la vulcanisation ou la stabilisation de l'élastomère de la masse d'enrobage, et de préférence par les mêmes opérations. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Brosse métallique caractérisée par au moins deux plaques d1extrémité, au moins une plaque due retenue des fils métalliques entre les plaques d'extrémité, la plaque de retenue comportant une série de trous dans chacun desquels est enfilé un faisceau de fils métalliques replié contre les côtés opposés de-la plaque due retenue pour qu'il s'étende dans des directions sensiblement parallèles et d'une façon sensiblement parallèle au plan de la plaque de retenue, retenue, masse d'enrobage élastique mais conductrice de la chaleur entourant les faisceaux de fils, et un revêtement sur les fils, pour- provoquer 1' adhéren ce entre le métal des 'fils et la masse d'enrobage, afin d'augmenter le transfert de chaleur à partir des fils vers la masse d'enrobage. 2. Brosse selon la revendication l, caractérisée en ce que la masse d'enrobage est formée par-un caoutchouc de silicone dans lequel est mélangée une quantité de 25 à 30% en poids de poudre d'aluminium finement divisée, le revetement d'adhérence étant une matière organique silicique appliquée sous la forme d'une solution dans de l'alcool. 3 Brosse selon revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les plaques de retenue ont une forme droite allongée, les trous étant disposés en un groupe longitudinal. 4. Brosse selon revendication 1 ou 4 caractérisée en ce que les- plaques de retenue ont la forme de disques avec des trous disposés le long d'un cercle concentrique-au disque. 5. Brosse métallique caractérisée par au moins une plaque de retenue et un certain nombre de faisceaux de fils métalliques supportés par cette plaque, cette plaque et les faisceaux étant disposés dans un élastomère contenant une poudre conductrice de la chaleur pour augmenter la conducti -vité thermique de l'élastomère, et un revêtement en isomère appliqué sur les fils pour augmenter l'adhérence entre le revêtement et les fils sur un côté du revetement et entre le revêtement et l'élastomèe sur l'autre cOté du revetement, afin d'augmeter le transept de chaleur des films vers l'élastomère et de l'élastomère vers l'extérieur. 6. Brosse selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élastomère est du type comportant un polysiloxane et l'isomère est une matiere organique silicique appliquée en solution dans un alcool. 7. Procédé pour la fabrication de brosses métalliques caractérisé par la formation d'un certain nombre de faisceaux de fils métalliques, le montage de chaque faisceau à travers un -trou d'au moins une plaque support en enfilant les faisceaux à travers les trous et en les repliant contre les deux cOtés de la plaque support dans une direction sensiblement parallèle au plan de cette plaque, l'application sur les fils d'un revêtement améliorant l'adhérence, et l'enrobage de la plaque et des faisceaux de fils dans un élastomère contenant des particules finement divisées conductrices de la chaleur pour provoquer le transfert de la chaleur à partir des fils à travers le revêtement et l'élastomère vers l'atmosphère.extérieure. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les trous sont disposés en un groupe Iinéaire pour former une brosse métallique droite. 9. Procédé selon la revendication 7, caractériosée en ce que les trous sont disposés en un groupe circulaire pour former une brosse métallique rotative. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'élastomère et l'isomère sont stabilisés d'une façon sensiblement simultanée. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'élastomère est du type contenant un polysiloxane et l'isomère est une matière organique silicique appliquée en solution dans un alcool.