Brevet FR2443902A1 — publié le 19800711

MACHINES DE FINITION. La présente invention se rapporte à des machines de finition, et elle a trait plus particulièrement à des machines de finition du type comprenant un rotor et un dispositif pour amener une matière abrasive sur le rotor afin que cette matière soit accélérée au cours de la rotation du rotor pour quitter celui-ci sous la forme d'un jet propulsé. On peut utiliser des machines de ce genre pour des operations de finition par soufflage, par exemple des opérations de nettoyage, de dégraissage, de décalaminage, d'ébavurage, de préparation de surfaces pour la peinture, de martelage pour une suppression de contraintes et de polissage, en fonction du choix de la matière abrasive et du mode opératoire desdites machines. Dans la présente description, l'expression l'matière abrasive" se rapporte à des granules de verre, à de la grenaille métallique ou à de la poussière de feutre, et elle concerne également une boue formée de l'une quelconque desdites matières. On a rencontré un certain nombre de difficultés avec les machines de finition connues, par exemple, la forte abrasion des composants des machines, la limitation d'emploi de ces machines à des applications déterminées et la difficulté de réglage du jet sortant. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités. Conformément à un aspect de la présente invention, un procédé de finition utilise un rotor comportant plusieurs passages espacés angulairement et pourvus chacun d'une entrée et d'une sortie, et il consiste à introduire une matiere abrasive provenant d'une structure stationnaire dans lesdites entrées et successivement pendant la rotation du rotor, de façon que le mélange s'échappe par lesdites sorties sous la forme d'un jet propulsé. Conformément à un autre aspect de la présente invention, une machine de finition comprend un rotor définissant plusieurs passages espacés angulairement et répartis autour de l'axe de rotation du rotor, chaque passage comportant une entrée et une sortie, l'entrée de chaque passage étant plus rapprochee dudit axe que sa sortie, un mécanisme pour entrainer en rotation le rotor, et un moyen stationnaire d'alimentation pour faire arriver la matière abrasive successivement sur les entrées des passages quand le rotor tourne. L'invention concerne également des pièces finies par le procédé précité. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suivante et des figures Jointes, données à titre illustratif mais nullement limitatif. La Figure 1 représente schématiquement, en vue en élévation et en coupe, un rotor d'une machine conforme à l'invention. La Figure 2 représente schématiquement, en vue en élévation et en coupe, un autre rotor d'une machine selon l'invention. La Figure 3 représente une modification de la machine de la Figure 2, et elle est une coupe faite suivant la ligne III-III de la Figure 4. La Figure 4 est une vue en plan du rotor de la Figure 3. La Figure 5 est une coupe d'une buse faite perpendiculairement au plan de rotation du rotor. La Figure 6 est une coupe de la buse de la Figure 5, faite dans le plan de rotation du rotor. La Figure 7 est un schéma montrant une possibilité de réglage; et la Figure 8 est une vue en plan d'un dispositif d'étranglement de jet. Sur la Figure 1, on a représenté une roue ou rotor 10 de la machine de finition selon l'invention, ce rotor définissant plusieurs passages espacés angulairement et se présentant sous la forme de tubes 11, répartis autour de l'axe de rotation (orienté verticalement) 16 du rotor. Chaque tube 11 comporte une extrémité d'entrée 12 et une extrémité de sortie 13. Un moteur électrique (non représenté) fait tourner le rotor 10 à grande vitesse par l'intermédiaire d'un arbre 14. Un dispositif stationnaire de décharge, comprenant un tuyau 17, est prévu pour faire arriver de la ma tière abrasive sur les entrées des tubes 11 quand le rotor 10 tourne. Les tubes 11 sont incurvés dans les plans verticaux passant par l'axe de rotation 16. Les tubes 11 ont chacun une section droite qui diminue depuis l'extrémité d'entrée 12, dirigée axialement, jusqu'à l'extrémité de sortie 13, dirigée radialement vers l'extérieur. Dans ce mode de réalisation, il est prévu huit tubes 11, qui sont repartis à intervalles égaux autour du rotor 10, et seulement d'un côté de celui-ci. (L'invention n'est pas limitée à des rotors unilatéraux, et il va de soi qu'on peut utiliser un rotor bilatéral en vue d'obtenir une meilleure efficacité). L'arbre d'entraînement 14 tourne dans la direction indiquee par la flèche 15 autour de l'axe vertical 16. Le tuyau 17 d'alimentation en ma tière abrasive est décalé par rapport à l'axe de rotation 16, tout en étant essentiellement parallèle à celui-ci, en vue de faire arriver successivement la matière aux extrémités d'entrée 12 des tubes 11. L'axe longitudinal 17a du tube 17 est cependant réglable par rapport au rotor 10, et dans un plan passant par l'axe 16 de ce dernier, d'un angle A. Les tubes 11 peuvent être placés complètement dans le plan de la Figure 1, ou bien ils peuvent être disposés en spirale sur le rotor 10, dans une direction orientée dans le sens de rotation du rotor (comme in diqué sur la Figure 4), ou bien dans la direction inverse. Le tuyau d'alimentation 17 peut également être réglable dans une direction le rapprochant ou l'écartant du plan de la Figure 1, notamment dans un sens permettant de donner une composante de vitesse à la matiere sortant du tuyau dans le sens de rotation du rotor. L'inclinaison de chaque tube 11 est choisie de manière que le produit de la vitesse de la matière abrasive passant dans le tube et de la section droite du trou du tube soit essentiellement uniforme le long du trou. En conséquence, l'air n'est pas soumis à des gradients de pression indesirables. Sur la Figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation de rotor 20 comportant des tubes 21 non-incurves et d'une section droite qui diminue linéairement depuis une extrémité d'entrée 22 jusqu'à une extrémité de sortie 23. Typiquement, il est prevu huit tubes 21 qui sont répartis à intervalles égaux autour du'rotor et d'un côté de celui-ci. Les tubes 21 s'étendent le long d'une surface conique 29 du rotor. Le rotor 20 comporte un arbre d'entraçnement 24 pouvant tourner dans la direction indiquée par la flèche 25, et autour d'un axe vertical 26, sous l'impulsion d'un moteur électrique à grande vitesse (non représenté). Un tuyau stationnaire 27 d'alimentation en matière abrasive coupe l'axe 26 et est disposé de manière à décharger la matière (d'une manière séquentielle) directement sur les extrémités d'entrée 22 des tubes. Comme indiqué, l'axe longitudinal 27a du tuyau d'alimentation 27 est essentiellement aligné avec l'axe longitudinal 21a d'un tube 21. Cependant, le tuyau 27 est réglable par rapport au rotor 20, comme indiqué par l'angle A, ou bien il peut être réglé, dans une position optimale, établie expérimentalement, dans la plage angulaire correspondant à l'angle A. Les tubes 21 n'ont pas besoin d'etre rectilignes. Ils peuvent, au contraire, être incurvés (comme indiqué en vue en plan sur la Figure 4), le long de la surface conique 29 du rotor de façon à créer une composante tangentielle de vitesse. Un tel agencement donne également une plus grande accélération périphérique aux particules de matière abrasive sortant des tubes 21. En référence aux Figures 3 et 4, le rotor 30 représenté comporte certaines parties qui sont semblables à des parties du rotor 20 de la Figure 2, à savoir les tubes 31 (comportant chacun une extrémité 32 et une extrémité de sortie 33), un arbre d'entraînement 34 tournant dans la direction de la flèche 35, autour d'un axe vertical 36, un tube 37 d'alimentation en ma tière abrasive, qui est essentiellement aligné axialement avec un tube 31, et une surface de rotor conique 39. il existe, cependant, deux différences: - en premier lieu, les tubes 31 se terminent maintenant par des buses 38, et - en second lieu, la direction de sortie d'une buse 38 peut être modifiée ou prereglee suivant un angle B. Les buses 38 ont, de préférence, une section carre de maniere à pourvoir, à mesure qu'elles s'usent, être tournées de 360" en quatre échelons de 90" chacun. Les rotors des Figures 1 à 4 comportent des sorties de tubes d'alimentation 17 qui sont placées à proximite étroite des entrées des tubes 11 de manière à empêcher, ou tout au moins à limiter fortement, l'entralnement de l'air dans les derniers tubes. (L'entraînement de l'air est avantageux dans un sens du fait qu'il améliore l'effet de soufflage; cependant, il favorise également l'érosion). Les Figures 5 et 6 représentent un agencement où l'écoulement d'air est commandé par l'intermédiaire de buses 38 définissant des rainures 40. Les buses sont adjacentes aux extrémités de sortie 33 des tubes 31, de sorte que l'air est introduit dans des zones adjacentes aux extrémités de sortie, en étant canalise dans les buses par l'intermédiaire des rainures 40, comme indiqué par les flèches 41. La Figure 7 montre (dans cet exemple correspondant au rotor 10 de la Figure 1), comment, par réglage du tuyau 17 dans une position (représentée en trait plein), on obtient un jet sortant qui est indiqué par la flèche 60, et comment, lorsque le tuyau 17 est tourné d'un angle C, on obtient un jet sortant différent 60a. Lors de l'utilisation du rotor 10 (ou 20, 30), le tuyau 17 (ou 27, 37) est de préférence alimenté avec une boue contenant des particules de matiere abrasive en suspension dans de l'eau ou un autre liquide. Cette boue pénètre successivement dans les tubes 11 (ou 21, 31) et elle est ensuite accélérée le long des tubes pour sortir par les extrémités 13 (ou 23, 33 ou bien les buses 38) à grande vitesse, en vue de produire un jet propulsé. Quand les particules.de matière abrasive se déplacent dans la machine de finition qui comprend un rotor 10 (ou 20, 30), leur action érosive sur la machine est sensiblement réduite du fait que le liquide de la boue a tendance à agir comme un lubrifiant. Les particules sont directement déchargées des extrémités de tubes 13 (ou 23, 33), et elles se dispersent dans l'air en se séparant du lubrifiant liquide, de sorte qu'elles redeviennent des particules abrasives. Le même resultat est obtenu lorsque la boue est mélangée à l'air dans les buses 38. Bien qu'il soit préférable d'utiliser de l'eau pour former la boue, il va de soi qu'il est possible d'employer d'autres liquides, par exemple des détergents (pour le dégraissage), tels que le produit connu sous la dénomination commerciale de "TEEPOL", ou bien des agents de polissage et/ou de nettoyage, tels que le produit connu sous la dénomination commerciale de "BRASSO". Le liquide peut être volatil en vue d'assurer une déshydratation des particules avant qu'elles remplissent leur fonction abrasive et, dans ce but, il peut etre avantageux d'introduire de l'air chaud dans la boue juste avant qu'elle sorte des tubes 11 (ou 21, 31). il est egalement avantageux de récupérer au moins une partie du liquide (en particulier s'il est volatil) en vue de son réemploi, à l'aide d'un système opérant en circuit fermé. La boue peut être formée à partir d'une matière de base qui est corrosive pour la pièce à finir, mais qui n'est pas corrosive pour le rotor ou les particules contenues dans la boue. Dans ce cas, il est avantageux que les particules conservent une partie de la matière de base de la boue. On peut utiliser également un additif anti-corrosion, par exemple du nitrite de sodium. La boue peut être chargée électriquement pour permettre l'exécution d'un polissage électrolytique ou d'un placage. Ce probleme peut être résolu en disposant une ou plusieurs électrodes dans le tuyau d'alimentation 17, etc. Lorsqu'une buse 38, telle que celle indiquée sur les Figures 3, 4, 5 et 6, est conçue pour tourner avec usure, il est souhaitable qu'elle puisse être aisément entrainée en rotation. Dans ce but, on peut la monter avec du jeu dans une douille ou une rainure où elle est retenue par la force centrifuge quand le rotor tourne. Quand le rotor s'arrête, la buse peut simplement être soulevée hors de sa douille. Ce système de démontage est également avantageux dans des appui cations où il faut utiliser différentes buses 38. En réalisant une machine de finition qui évite un entraSnement de l'air jusqu'à ce que la matière sortante arrive aux buses 38 et en faisant en sorte que les buses 38 soient constituées d'un matériau resistant à l'abrasion (par exemple une matière céramique), on peut obtenir des économies importantes du fait que l'usure est limitée aux buses faciles à remplacer. La Figure 8 montre comment on peut limiter la largeur du jet sortant 60b en utilisant deux chicanes en forme de plaques 70 qui sont espacées latéralement. Les chicanes 70 peuvent avoir des faces planes (comme indiqué), ou bien incurvées. L'agencement de la Figure 8 est applicable à un des rotors décrits ci-dessus, bien que le rotor 10 ait été utilisé à titre d'exemple sur la figure. Les chicanes 70 peuvent être mobiles l'une par rapport à l'autre et par rapport au rotor en vue de faire varier la largeur et/ou l'orientation du jet sortant. Dans les machines conformes à l'invention du fait que les tuyaux d'alimentation 17 peuvent se décharger directement dans les entrées des tubes du rotor, l'alimentation en matière abrasive peutêtreeffectuée avec des changements graduels de direction.On réduit ainsi les chocs exercés sur le rotor et sur la machine de finition. En outre, on diminue l'usure et le bruit de fonctionnement. Lorsque la matière abrasive est constituée par une boue, celle-ci a moins tendance a causer un dépot de particules et à créer ainsi un défaut d'uniformité de distribution, ou même à produire une distribution par gravité. En conséquence, des machines conçues conformément à la présente invention peuvent habituellement fonctionner de façon satisfaisante dans de nombreuses orientations. Une machine conforme à l'invention est de préférence logée dans une armoire du type défini par le numéro de modèle déposé au Royaume-Uni sous le No. 988 338 (et qui correspond au numéro de modèle déposé en France sous le No. 77 653 et en République Fédérale d'Allemagne sous le No. F1R 15-449). Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles j l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de finition faisant intervenir un rotor comportant plusieurs passages espacés angulairement et pourvus chacun d'une entrée et d'une sortie, caractérisé en ce qu'on fait arriver de la matière abrasive provenant d'une structure stationnaire successivement sur lesdites entrées pendant la rotation du rotor de maniere que le mélange abrasif s'échappe desdites sorties sous la forme d'un jet propulsé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit de l'air dans lesdits passages dans une zone adjacente à leurs sorties. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits passages sont incurvés dans des plans passant par l'axe de rotation du rotor. 4.- Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque passage est agencé de manière que le produit de la vitesse de propagation du mélange par la section droite du passage soit essentiellement uniforme le long du passage. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière de finition comprend une boue, et en ce qu'au moins une partie du liquide est récupérée pour un réemploi à l'aide d'un système opérant en circuit fermé. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière de finition est chargée électriquement. 7.- Machine de finition, caractérisée en ce qu'elle comprend un rotor définissant plusieurs passages espacés angulairement et répartis autour de l'axe de rotation du rotor, chaque passage comportant une entrée et une sortie, l'entrée de chaque passage étant plus rapprochée dudit axe que la sortie dudit passage, un dispositif pour entraîner en rotation le rotor, et un moyen stationnaire d'alimentation pour faire arriver la matière abrasive successivement sur les entres des passages quand le moteur tourne. 8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les passages sont incurvés dans des plans passant par ledit axe, les entrées des passages étant orientées axialement et les sorties des passages étant orientées radialement vers l'extérieur. 9.- Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que ledit moyen d'alimentation est réglable par rapport au rotor en vue de faire varier la direction de décharge de la matiere à partir de sorties des passages. 10.- Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit moyen d'alimentation est réglable dans un plan passant par l'axe de rotation du rotor. 11.- Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit moyen d'alimentation est réglable dans un plan perpendiculaire à un plan passant par l'axe de rotation du rotor. 12.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, carac térisée en ce que ledit moyen d'alimentation est réglableangulairement par rapport à l'axe de rotation du rotor. 13.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que chaque passage est pourvu d'une buse de sortie qui est espacee de la sortie du passage afin de permettre l'entrée de l'air dans une zone adjacente à ladite sortie. 14.- Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdites buses peuvent tourner par rapport aux passages en vue d'absorber l'usure. 15.- Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, carac térisée en ce que les passages sont incurvés dans le même sens, en les considérant dans une direction parallele à l'axe de rotation. 16.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisée en ce que le rotor comporte une surface conique et en ce que les passages comprennent des tubes placés sur ladite surface conique. 17.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisée en ce qu'elle est pourvue de moyens servant à limiter la largeur du jet sortant du rotor. 18.- Pièces finies par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.