Brevet FR2490986A1 — publié le 19820402

L'invention se rapporte à un disque à poncer, destiné à être monté en bout d'un arbre moteur pour constituer une ponceuse rotative portative, et comportant un plateau circulaire rigide avec une face plane de travail où se fixe une feuille abrasive, et une queue d'entraînement reliée au plateau sensiblement au centre d'une seconde face opposée à la face de travail, par l'intermédiaire d'un joint d'articulation du genre tel que les axes de rotation de la queue et du plateau, concourant sensiblement au centre de la face de travail soient susceptibles de s'écarter angulairement l'un de l'autre. I1 est évident que le ponçage plan d'une surface, par exemple une surface de bois, à l'aide d'un plateau rotatif à surface de travail plane exige que le plateau prenne contact avec la surface à poncer par sa face de travail paral vièle au plan général de la surface une fois poncée. Ce parallélisme est assuré, pour les ponceuses lourdes professionnelles, qui reposent sur la surface à poncer de par leur poids, en multipliant les plateaux avec des faces de travail dans le même plan, ce qui accroit leur assise. Par contre, pour les ponceuses portatives, le parallélisme doit être obtenu manuellement par l'opérateur. Lorsque le plateau est rigide, et monté rigidement sur l'arbre moteur, une faible inclinaison de l'axe de rotation du disque sur la normale de la surface à poncer entraîne la prise de contact du plateau par sa périphérie avec la surface à poncer. La réaction au contact provoque un roulement du point de contact de la périphérie du plateau sur la surface à poncer, la ponceuse pivotant autour d'un axe instantané situé de façon aléatoire en-résultante des efforts de maintien de l'opérateur. I1 est pratiquement impossible de mat- triser la stabilité de la ponceuse.Aussi les ponceuses portatives à disque rotatif comportent-elles de façon générale un plateau souple qui agit par une partie seulement de sa face de travail, et de ce fait n'engendre pas naturellement un surfaçage plan. Le brevet français NO 72 07757 déposé le ler Mars 1972 par le Demandeur décrit notamment une ponceuse portative avec un plateau rigide entraîné par un axe flexible, et équipé d'un moyen de préhension entourant l'axe et articulé sur le plateau par un palier sphérique à billes, le centre de la sphère définie par le palier coincidant avec le centre de la face de travail du disque. Dans ces conditions, l'axe de basculement du plateau est toujours situé dans le plan de sa face de travail, qui se plaque sur la surface à poncer sans engendrer d'instabilités. Cette disposition de ponceuse était coûteuse à construire, notamment en raison de la présence du palier à billes, était complexe à monter sur les perceuses transformables usuelles, étant donné qu'il fallait, d'une part, fixer l'axe flexible sur l'arbre moteur, et d'autre part, solidariser le moyen de préhension sur le corps de perceuse, et se révélait fragile à l'usage, l'encrassement du palier par la poussière résultant du ponçage le mettant rapidement hors service. Enfin l'axe flexible ne pouvait transmettre des couples élevés, en raison de la souplesse exigée par des flexions importantes. Pour pallier ces inconvénients l'invention propose un disque à poncer, destiné à être monté en bout d'un arbre moteur pour constituer une ponceuse rotative portative, et comportant un plateau circulaire rigide avec une face plane de travail où se fixe une feuille abrasive, et une queue d'entraînement reliée au plateau sensiblement au centre d'une seconde face opposée à la face de travail, par l'intermédiaire d'un joint d'articulation du genre tel que les axes de rotation de la queue et du plateau, concourant sensiblement au centre de la face de travail soient susceptibles de s'écarter angulairement l'un de l'autre, caractérisé en ce que le joint d'articulation est constitué d'un manchon en matière élastique, de forme généralement conique, avec un canal axial, solidarisé avec le plateau par sa base suivant une surface-annulaire de la seconde face, et solidarisé avec une partie cylindrique de la queue engagée dans le canal axial jusqu'au voisinage de la seconde face par la surface latérale de cette partie cylindrique. Le manchon élastique joue alors un double rôle. D'une part il entraîne le plateau en rotation, et dans ce rôle est susceptible de transmettre des couples relativement élevés, qui se traduisent par des forces agissant en torsion sur des diamètres importants, dans la zone annulaire de liaison au plateau, ou sur des surfaces importantes dans la zone de liaison à la queue. D'autre part les déformations élastiques du manchon résultant d'un écart angulaire entre les axes de rotation du plateau et de la queue sont localisées dans les régions de ce manchon qui entourent la zone du canal central laissée libre par la queue, c'est-àdire au voisinage immédiat de la seconde face du plateau. I1 en résulte que le point de concours des axes de rotation se trouve localisé dans cette zone de canal, à peu de distance du centre de la face de travail du plateau. On comprendra que les réactions, créatrices d'instabilité, dues à l'écart entre le centre de la face de travail du plateau et l'axe de basculement vont croissant avec cet écart, de sorte que, dans la disposition de l'invention, ces réactions sont faibles et, comme le Demandeur l'a constaté expérimentalement, sont étouffées par l'élasticité du manchon jointe à l'inertie du moteur d'entraînement. De préférence, le produit du diamètre du plateau en mètre, par la raideur en flexion du manchon en mètre newton par radian est inférieur à 1,5. I1 résulte des essais du Demandeur que cette condition de raideur assure une bonne stabilité De préférence également, la distance entre la tranche terminale de la queue et la face de travail du plateau ne dépassera pas 20 millimètres pour un plateau de diamètre 0,2 mètre. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue perspective du disque selon l'invention monté en ponceuse portative la figure 2 est une vuelatérale, partiellement coupée d'un disque selon l'invention la figure 3 est une vue partielle en coupe du disque avec son manchon fléchi. Selon la forme de réalisation choisie et représentée figures 1 et 2, le disque 1 dans son ensemble se compose d'un plateau circulaire rigide 10, d'une queue cylindrique 12 et d'un manchon élastique conique 1.3 reliant la queue 12 au plateau 10. En utilisation (figure 1.) pour le ponçage plan d'une surface 3 grossièrement plane, la queue 1.2 est serrée dans le mandrin 20 d'une perceuse portative 2. Comme on le voit mieux figure 2, le plateau 10 possède une face de travail 10a, dressée, sur laquelle on fixe, normalement par collage, une feuille abrasive 11. Sur la seconde face 10b du plateau 10, à l'opposé de la face de travail 10a, le manchon élastique 13 en forme de cone, avec un canal cylindrique axial 14, est ancré par sa base suivant une surface annulaire 13a. La queue cylindrique 12 est engagée dans le canal 14, avec sa tranche terminale 12a à proximité de la seconde face 10b du plateau 10, de manière à ménager un intervalle libre mince 15 au fond du canal 14. On aura compris que la surface annulaire 13a de la seconde face 10b du plateau, ainsi que la surface latérale de la queue 12 engagée dans le canal 14, ont été préparées pour assurer des liaisons solides avec le manchon 13. Ce manchon 13 est moulé en place en résine de polyeré- thanne élastomère, et l'intervalle 15 est ménagé par insertion d'une rondelle de mousse plastique à faible densité (non représentée). Cette rondelle a pour seul but d'empêcher la résine qui constituera le manchon 13 de s'infiltrer dans l'intervalle 15. Comme représenté figure 3, lorsque le disque 1 est appliqué sur la surface à poncer 3, l'axe 12x de la queue 12 s'écartant quelque peu 'de la normale à la surface 3, le manchon 13 fléchit latéralement pour que la face de travail 10a du disque 10 s'établisse parallèlement à la surface 3, la feuille abrasive 11 étant plaquée surette surface 3. On a représenté par 10' et 13', en traits interrompus, le plateau et le manchon dans leur position naturelle en l'absence d'effort de flexion sur le manchon. Le centre de flexion du manchon 13 se trouve au point de concours des axes de rotation 10x du plateau 10 et 12x de la queue 12. On comprend aisément que les déformations du manchon 13 ne peuvent intéresser que les régions du manchon écartées des zones où ce manchon est soudé aux pièces rigides, plateau 10 et queue 12 ; ainsi la surface du canal 14 ne sera déformée qu'autour de l'intervalle 15, et le centre de flexion sera situé pratiquement dans cet intervalle, c t est-à-dire à une distance du centre de la face de travail 10a à peine supérieure à l'épaisseur du plateau 10. Il va de soi que la rigidité du plateau ne peut être absolue. On considérera que le plateau est rigide si, dans des conditions normales de travail, les déformations du plateau restent inférieures aux tolérances admises pour ce travail. On comprendra que les réactions génératrices d'instabilité qui interviennent lorsque la périphérie de la face de travail 10a du plateau prend contact avec la surface à poncer 3 sont fonction directe de la force d'appui de cette périphérie sur la surface 3, c'est-à-dire de la raideur en flexion du manchon 13 et du diamètre du plateau. Le Demandeur a vérifié qu'avec un manchon de raideur 12 mètres newton par radian et un diamètre de plateau de 0,2 mètre il ne se produisait pas normalement d'instabilité, et qu'avec un manchon de raideur 17 m.N./rad. et un diamètre de plateau de 0,15 m, on pouvait obtenir des instabilités lors d'accostages sans précaution de la pièce à poncer avec des obliquités marquées. Il apparait donc que, au moins dans la gamme des diamètres de plateau convenant pour des ponceuses portatives, la limite de sécurité se situait vers un produit raideur diamètre égal à 2,5. Par ailleurs pour le disque à plateau de 200 mm précédent, la recherche de la distance maximale admissible entre le point de flexion du manchon et le centre de la face de travail a été déterminés en augmentant artificiellement l'épaisseur du plateau par collage de feuilles de balsa entre la face de travail et la feuille abrasive. Les instabi lités commencent à apparaitre lorsque l'épaisseur conjointe du plateau et de la feuille de balsa dépasse 20 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, mais en embrasse toutes les variantes d'exécuti on. REVENDICATIONS 1. Disque à poncer, destiné à être monté en bout d'un arbre moteur pour constituer une ponceuse rotative portative, et comportant un plateau circulaire rigide avec une face plane de travail où se fixe une feuille abrasive, et une queue d'entraînement reliée au plateau sensiblement au centre d'une seconde face opposée à la face de travail, par l'intermédiaire d'un joint d'articulation du genre tel que les axes de rotation de la queue et du plateau, concourant sensiblement au centre de la face de travail soient susceptibles de s'écarter angulairement l'un de l'autre, caractérisé en ce que le joint d'articulation est constitué d'un manchon en matière élastique, de forme généralement conique, avec un canal axial, solidarisé avec le plateau par sa base suivant une surface annulaire de la seconde face, et solidarisé avec une partie cylindrique de la queue engagée dans le canal axial jusqu'au voisinage de la seconde face par la surface latérale de cette partie cylindrique. 2. Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit du diamètre en mètre du plateau par la raideur du manchon en mètre newton par radian de flexion suivant une perpendiculaire à l'axe, est au plus égal à 2,5. 3. Disque selon la revendication 2, avec un plateau de diamètre voisin de 0,2 m, caractérisé en ce que la tranche d'extrémité de la queue est à moins de 20 mm de la face de travail du plateau.