Brevet FR2519573A1 — publié le 19830718

1. LL'invention concerne un dispositif pour le pon- çage et/ou l'égrenage de pièces en bois, ledit dispositif comportant une cuve fermée contenant un matériau abrasif dans laquelle est prévu un support de pièces, ledit sup- port étant animé de mouvements vibratoires. Le processus de fabrication des meubles en bois est maintenant automatisé; par contre, les opérations de finition, telles que ponçage, égrenage, etc n'ont pas encore' trouvé de solutions satisfaisantes et nécessitent, dans la plupart des cas, une intervention manuelle. Le ponçage, technique bien connue,et l'égrenage, qui consiste à faire disparaître les irrégularités qui ap- paraissent lors de la teinture ou du vernissage des bois, par suite du redressement des fibres, sont des opérations longues et d'autant plus délicates que les surfaces sont travaillées. On a essayé de mécaniser l'égrenage en utilisant des brosses métalliques, mais ce procédé présentait l'in- convénient d'arrondir exagérément les angles vifs. Selon un autre procédé décrit dans la demande de brevet allemand publiée nô 25 20 399, la pièce à polir est fixée à un support pénétrant dans une enceinte contenant un matériau abrasif Le support est soumis à des mouve- ments alternatifs longitudinaux et de rotation La pièce, partiellement immergée dans le matériau abrasif, est suc- cessivement poncée ou égrenée sur toutes ses faces Afin de permettre la sortie des pièces traitées et leur rempla- cement par de nouvelles, on a prévu un compartiment dans lequel pénètre le matériau abrasif lors du basculement de l'enceinte Ce basculement a lieu autour de paliers fixés à l'extrémité de l'enceinte opposée à celle maintenant le support Selon le mode de réalisation représenté, le dis- positif est prévu pour traiter une chaise. Par suite de l'immobilité du matériau abrasif et des mouvements de la pièce en traitement, il se produit un tassement de l'abrasif qui freine les mouvements du sup- port et qui peut même entraîner la détérioration de l'ob- jet traité En outre, le basculement de l'enceinte pour son déchargement et son chargement nécessite des moyens puissants, par suite de la masse d'abrasif et de la posi- tion de l'axe de rotation. Le dispositif,selon l'invention, met en oeuvre un procédé de ponçage et/ou d'égrenage semblable à celui utilisé dans la demande citée, mais est conçu de manière à éviter les effets de tassement du matériau abrasif et- à supprimer les déplacements importants du matériau lors du chargement ou du déchargement des pièces traitées. Les explications et figures données ci-après, à titre d'exemples, permettront de comprendre comment l'in- vention peut être réalisée. La figure 1 est une vue de face d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale selon Il II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe horizontale se- lon III III de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe verticale d'un dispositif selon une deuxième forme de réalisation. Les figures 5 et 6 montrent une vue latérale en coupe partielle et une vue de dessus d'un dispositif de fixation des pièces à traiter. La figure 7 est une vue de face d'une variante du dispositif suivant l'invention. Les figures 1, 2, 3 montrent différentes vues d'un dispositif pour le ponçage et/ou l'égrenage de pièces en bois selon une forme de réalisation de l'invention. Le dispositif comprend une cuve intérieure 1 d'axe horizontal cylindrique ou polygonale, coaxiale à une cuve extérieure 2 cylindrique Cet ensemble est réalisé sous la forme d'une cuve à double paroi latérale La pa- roi latérale 2 coopère avec des moyens d'entraînement en rotation constitués de rouleaux ou galets d'axes horizon- taux 3, 4 montés sur un berceau 5 fixé au sol Les rou- leaux ou galets sont solidaires d'axes ayant une longueur au moins égale à celle de la cuve et tournent dans-des pa- liers 6, 7 fixés sur le berceau Aux extrémités extérieu- res des rouleaux ou galets sont prévus des flasques 8 qui empêchent les déplacements longitudinaux Selon la réali- sation représentée, un des axes des rouleaux est entraîné et l'autre fou Ainsi, l'axe 3 est entraîné par un moteur 9 par l'intermédiaire d'un réducteur 10 et d'un accouple- ment 11 De préférence, le moteur 9 est un moteur avec variation de vitesse. Un des fonds 12 de la cuve intérieure 1, direc- tement accessible, est muni d'une porte 13 semi-circulaire maintenue fermée par un verrou de porte 14 et portant dans l'axe de la cuve un raccord 23 pour le branchement à un dispositif d'aspiration ou de soufflage. La cuve intérieure 1 présente sur toute sa lon- gueur une trappe 15 définie approximativement entre les deux fonds 12, 16 et deux génératrices 17, 18 situées en- tre le bas de porte 19 et la paroi latérale de la cuve 1 par rapport à son axe, la corde joignant les génératrices 17, 18 étant approximativement parallèle au bas de porte 19 Un abattant 20 est articulé selon, par exemple, la gé- nératrice 17 et est maintenu en position fermée par un ver- rou de trappe 21 La largeur de l'abattant 20 est telle que celui-ci, lorsqu'il est ouvert (Fig 1), vient reposer par son bord 22 contre la surface latérale interne de la paroi extérieure 2, partageant ainsi le volume compris entre les deux parois La fonction de cet abattant sera expliquée ultérieurement. Le fond 16 de la cuve intérieure 1 présente dans l'axe une ouverture 24 par laquelle passe un équipage mo- bile 25 à une extrémité duquel est fixé le support 44 des pièces à traiter. Selon la réalisation représentée figures 2 et 3, l'équipage mobile 25 est constitué d'un arbre cylindrique 26 maintenu, à son extrémité opposée à celle portant le support, dans une rotule 27 dont le palier est fixé par une plaque support 28 à un châssis formé par le carénage 29 de l'équipage mobile, le carénage étant fixé au fond 16 de la cuve La rotule est protégée des poussières par des soufflets 30. L'équipage mobile 25 est mis en mouvement par un dispositif d'entraînement qui, dans l'exemple de réa- lisation des figures 2 et 3, comprend des biellettes de maintien et des moyens d'entraînement linéaire alternatif. L'arbre 26 est maintenu près de l'extrémité por- tant le support et extérieurement à la cuve par un jeu de deux biellettes 31, 32 disposées respectivement dans des plans vertical et horizontal par rapport au b Ati 5. La biellette verticale 31 porte à une extrémité un étrier 33 dont les branches coopèrent avec des touril- lons cylindriques 34 fixés diamétralement sur l'arbre 26. L'autre extrémité de la biellette est mobile autour d'un axe a, b, ou c fixé dans une console 35 solidaire du fond de cuve. Selon une forme de réalisation, les points d'ar- ticulation a, b, c de la biellette verticale sur la con- sole lui donnent une inclinaison comprise entre 90 et 45 e par rapport à l'horizontale matérialisée par l'axe de l'équipage mobile La biellette horizontale 32 est fixée à 90 ' de la biellette verticale 31, une des extrémités étant fixée sur l'arbre 26 par l'intermédiaire d'un étrier 36, et l'autre extrémité étant fixée à une console 37 so- lidaire du fond de cuve 16. Cette console présente également plusieurs-points d'articulation a, b, c permettant d'obtenir une inclinai- son comprise entre 90 et 45 ' par rapport à l'horizontale. L'arbre 26 est entratné longitudinalement par des moyens d'entraînement linéaire alternatif 38 compor- tant un moteur électrique 39, fixé sur le fond de la cuve. L'arbre du moteur est muni d'un excentrique 40 coopérant avec l'alésage cylindrique du pied d'une bielle 41 dont la tite entratne un étrier 42 fixé sur l'arbre 25. La mise en service du moteur 39 entratne l'équi- page mobile 25 dans un mouvement vibratoire qui se décom- pose selon trois axes rectangulaires dont deux sont déter- minés par les biellettes 31, 32 et le troisième, par l'axe de l'équipage mobile 25 L'amplitude du mouvement selon les composantes verticale et horizontale est réglable par déplacement du point d'accrochage a, b, c des biellettes sur les consoles Ces amplitudes augmentent avec l'incli- naison des biellettes. L'extrémité du carénage 29 porte un collecteur de courant rotatif 43 permettant l'alimentation du moteur 39. L'équipage mobile 25 porte b son extrémité li- bre des moyens de fixation amovible du support de pièces 44 Ces moyens sont constitués par une bride 45 fixée à l'extrémité de l'arbre 26 sur laquelle vient se boulonner une traverse 46 du support Le passage de l'arbre 26 dans l'ouverture 24 du fond 16 de cuve est rendu étanche par un soufflet d'étanchéité 47 dont les bords sont respective- ment fixés à la bride 45 de l'arbre 26 et à une collerette 48 fixée sur le bord de l'ouverture 24. Le support de pièces représenté figures 5 et 6 est plus particulièrement destiné à maintenir des chaises (figur 4 es en traits mixtes) par leur cadre et permet le traitement simultané de deux chaises. La traverse 46 porte symétriquement par rapport à son milieu deux colonnes 49, 50 parallèles formant avec elle une pièce en U A une distance de la traverse au moins égale à la hauteur du dossier de chaise est fixé un cadre de fixation 51 constitué de deux longerons 52, 53 parallèles reliés par des entretoises 54, 55 La distance entre les entretoises est telle qu'elle correspond appro- ximativement à la distance intérieure entre deux bagues 56, 57 susceptibles de coopérer avec les colonnes 49, 50. Les éléments du cadre de fixation 51 sont symétriques par rapport à l'axe de symétrie passant par le centre des deux colonnes. Les extrémités dépassantes des longerons portent des moyens de blocage du cadre de chaise Ces moyens sont constitués d'un collier 58 susceptible de coulisser sur une extrémité libre d'un longeron et portant un levier à excentrique 59 destiné à prendre appui sur un c 8 té 60 du cadre de chaise, le collier étant bloqué sur le longeron par coincement; et d'une butée 61 fixée à l'autre extrémi- -té libre du longeron et maintenant le cÈté opposé 62 du cadre de chaise. Les bagues 56 et 57 auxquelles est fixé le cadre de fixation 51 sont maintenues sur les colonnes, soit de façon amovible par des moyens de serrage connus, soit de façon permanente par soudure, comme montré sur les figures 5 6. Pour le traitement simultané d'une deuxième chaise, on place sur l'extrémité des colonnes un deuxième cadre de fixation 63 semblable au premier 51, mais dont les bagues sont maintenues à une extrémité par un disposi- tif expansible de blocage 64 qui comprend, de manière con- nue, une bague élastique 65 susceptible d'être comprimée longitudinalement entre une butée fixe 66 et une butée mo- bile 67 par l'intermédiaire d'un excentrique 68. Selon une autre forme de réalisation du disposi- tif d'entraînement de l'équipage mobile, représenté figu- re 4, celui-ci est constitué de trois générateurs de vi- brations 69, 70, 71 montés sur une structure 72 fixée au carénage 29 par l'intermédiaire de plots en caoutchouc 73. Les générateurs sont disposés sur la structure de façon que leurs actions s'exercent selon trois direc- tions perpendiculaires entre elles. La structure 72 est munie d'un arbre 74 traver- sant le fond 16 de la cuve 1 et portant, comme dans l'exem- ple précédent, un support 44 de pièces à traiter. Les générateurs de vibration sont constitués,par exemple, par des moteurs à balourd. Selon une variante, on prévoit à l'extrémité li- bre de l'équipage mobile un contrepoids 75 d'équilibrage des pièces à traiter. De préférence, le matériau abrasif se présente sous forme de billes ou de pastilles qui remplissent au moins à moitié la cuve intérieure. La mise en oeuvre du dispositif pour le ponçage et/ou l'égrenage de pièces en bois est ci-après décrite. On admet le dispositif à l'arrêt, la charge de matériau abrasif étant contenue dans la cuve intérieure 1, l'abattant 20 de trappe étant en position fermée et rete- nu par le verrou de trappe 21, la porte 13 étant fermée par le verrou de porte 14. On amène le bas de porte 19 approximativement en position horizontale par mise en marche du moteur 9 qui entratne le rouleau 3 On arrête alors la rotation de la cuve et on ouvre l'abattant 20 Le matériau abrasif s'écou- le par la trappe 15 dans l'espace compris entre la paroi de la cuve intérieure 1 et la paroi extérieure 2, le bord 22 de l'abattant 20 reposant contre la surface intérieure de la paroi 2 limite l'écoulement du matériau sur un côté. Le vidage peut être aidé par la mise en oeuvre d'un mouve- ment alternatif de la cuve de faible amplitude Le niveau du matériau abrasif s'abaisse au-dessous du bas de la por- te et permet l'ouverture de la porte 13 On met en place le support 44 de pièces sur lequel sont fixées deux chai- ses à traiter On referme la porte 13 et le moteur 9 est mis en marche pour faire tourner la cuve dans le sens des aiguilles d'une montre (pour la réalisation représentée dans laquelle l'ouverture,de l'abattant se fait de gauche à droite -Fig 1) Le matériau abrasif est retenu par l'abattant 20 et s'écoule dans la cuve 1 Lorsque la cuve a fait un demi-tour et que l'abattant est venu dans la po- sition diamétralement opposée à celle montrée sur la figu- re 1, celui-ci vient s'appliquer contre la trappe 15 et est verrouillé par le verrou de trappe 21 On met alors en action le dispositif d'entraînement de l'équipage mobile tout en faisant effectuer à la cuve une rotation alternée. Lorsque le traitement est jugé suffisant, on ar- rête le moteur d'entraînement 39 de l'équipage mobile et on amène le bas de la porte en position horizontale On ou- vre la trappe pour évacuer le matériau abrasif de la cuve intérieure et l'on sort le support de pièces 44. Selon les exemples de réalisation décrits: la fréquence de vibration edt comprise entre 3 et 30 hertz et l'amplitude entre zéro et + 20 mm. Les poussières résultant du traitement sont évacuées par un appareil aspirateur par,1 'intermédiaire du raccord 23 Ce même raccord permet le décollement des poussières accrochées sur le matériau abrasif par souf- flage. La figure 7 illustre une variante à caractère optimal du mode de réalisation de l'invention. Dans cette variante, les organes précédemment décrits portent les m mes repères La différence réside dans le fait que le berceau 70 sur lequel repose l'ensem- ble tournant est lui-même mobile par rotation autour de l'axe 71 soutenu par des paliers (non représentés) soli- daires d'une extrémité du berceau fixe 72 L'autre extré- mité du berceau 76 est équipée d'un ou plusieurs vérins 73 dent la (ou les> partie(s) mobile(s) 74 est (sont) ar- ticulée(s) en 75 au berceau 70. La mise en oeuvre du ou des vérins 73 par des moyens bien connus,par exemple hydrauliques, permet d'in- cliner l'ensemble tournant de la position horizontale à la position inclinée et inversement Cette opération d'in- clinaison suivant l'axe longitudinal peut se faire tout en effectuant la rotation de la cuve et la vibration du sup- port. Le dispositif suivant l'invention permet de traiter globalement l'objet Il utilise une technologie courante et ne nécessite que peu d'outillages spécifiques. Son colt est faible et son entretien simple Il peut fonc- tionner avec toute une variété de produits abrasifs qui peuvent être choisis en fonction de l'emploi. La rotation de l'ensemble cuve et objet à trai- ter permet,d'une part,le brassage de l'abrasif (donc évi- te le tassement) et, d'autre part, le passage dans l'abra- sif de toutes les parties de l'objet à traiter même si la cuve n'est pas entièrement remplie d'abrasif Ces avanta- ges sont encore améliorés lorsque l'on incline le berceau. Pour atténuer le bruit et l'usure de l'enceinte, la paroi intérieure peut être revêtue de caoutchouc pulvé- risé au pistolet ou d'une chemise amovible, par exemple collée. L'invention trouve une application particuliè- rement intéressante dans l'égrenage et le ponçage d'ob- jets en bois et en particulier des meubles. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif pour remplir et vider alternati- vement une cuve fermée avec des produits divisés, carac- térisé en ce que la cuve ( 1) comporte une double paroi( 2) e-ran N r ces m Yens d'entraînement en rotation entraînée en rotation/C 3, 4), une trappe ( 15) suscepti- ble d'être fermée par un abattant ( 20) s'étendant sur tou- te la longueur de la cuve et faisant communiquer ladite cuve avec le volume compris entre la paroi de celle-ci et la double paroi ( 2), l'abattant ( 20) en position ouverte venant s'appuyer contre la double paroi. 2 Dispositif pour le ponçage et/ou l'égrenage de pièces en bois, ledit dispositif comportant une cuve fermée contenant un matériau abrasif dans laquelle est prévu un support de pièces, ledit support étant animé d'un mouvement vibratoire, caractérisé en ce que la cuve ( 1) d'axe horizontal comporte une double paroi ( 2) cylin- drique entra Xnée en rotation par des moyens d'entratne- ment en rotation ( 3, 4), une trappe ( 15) susceptible d'être fermée par un abattant ( 20) s'étendant sur toute la longueur de la cuve et faisant communiquer ladite cuve avec le volume compris entre la paroi de celle-ci et la double paroi ( 2), l'abattant ( 20) en position ouverte ve- nant s'appuyer contre la double paroi, une porte ( 13)pré- vue sur l'un ( 12) des fonds de la cuve, le bas ( 19) de la porte ( 13) étant parallèle à la corde sous-tendue par les bords de la trappe et du même côté par rapport au centre de la cuve, l'autre fond ( 16) portant un équipage mobile ( 25) à une extrémité duquel est prévu un support de piè- ces ( 44) et un dispositif d'entraînement en vibration ( 31, 32, 39, 69, 70, 71) de l'équipage mobile. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la cuve ( 1) comporte des moyens ( 71, 73) pour l'incliner suivant son axe longitu- dinal. 4 Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'équipage mobile est constitué d'un arbre cylindrique ( 26) maintenu à son extrémité op- 1.1 posée à celle portant le support des pièces ( 44), dans une rotule ( 27) dont le palier est fixé à un chàssis ( 29)fixé au fond ( 16) de la cuve, et à son autre extrémité par des biellettes de maintien ( 31, 32) articulées dans les plans vertical et horizontal à des consoles ( 36, 37) fixées sur le fond ( 16) de la cuve. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que l'équipage mobile est formé d'une struc- ture ( 72) fixée au ch Assis ( 29) par des plots en caout- chouc ( 73) à une extrémité de laquelle est fixé un arbre ( 74), traversant librement le fond ( 16) de la cuve, muni d'un support ( 44) de pièces. 6 Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le dispositif d'entraînement en vibra- tion de l'équipage mobile comporte des moyens d'entratne- ment linéaire alternatif ( 38) de l'arbre cylindrique ( 26) et les biellettes de maintien ( 31, 32). 7 Dispositif selon la revendication 4 ou la re- vendication 6, caractérisé en ce que les biellettes de maintien ( 31, 32) sont inclinées dans les plans vertical et horizontal d'un angle compris entre 90 et 45 par rap- port à l'horizontale. 8 Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif d'en- tratnement en vibration est constitué par au moins un gé- nérateur de vibrations ( 69, 70, 71) fixé sur la structure ( 72) et disposé sur la structure de manière que son ac- tion s'exerce dans la direction voulue. 9 Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les générateurs de vibrations sont des moteurs à balourd. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le support de pièces ( 44) comporte une traverse ( 46) susceptible d'être fixée de manière amovible à l'extrémité de l'arbre ( 26)'de l'équi- page mobile, deux colonnes ( 40,50) parallèles fixées aux extrémités de la traverse et symétriquement par rapport à son milieu et formant avec celle-ci une pièce en U, et un cadre de fixation ( 51) formé de deux longerons ( 52, 53) reliés par des entretoises ( 54,55) et de deux bagues ( 56, 57) fixées au milieu des entretoises et coopérant avec les colonnes ( 49,50) par des moyens de serrage, ledit cadre de fixation comportant aux extrémités des longerons des moyens de blocage ( 58,61) des pièces. 11 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de vibra- tion du support de pièces est comprise entre 3 et 30 Hertz. 12 Dispositif selon la revendication 11, carac- térisé en ce que l'amplitude de vibration est comprise entre zéro et + 20 mm. 13 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équipage mobile ( 25) porte,à l'extrémité opposée à celle du support ( 44) de pièces, un contrepoids ( 75). 14 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce-que le matériau abrasif est sous forme de billes. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le matériau abrasif est sous forme de pastilles.