Brevet FR2565508A1 — publié le 19851213

* - 1 - MACHINE A PEINDRE SOUS-MARINE COMPORTANT UN tDISPOSITiF D'APPLICATION DE LA PEINTURE A MOUVEMENT PULSATOIRE ASSOCIE A UN DISPOSITIF ROTATIF DE LISSAGE. L'invention a pour objet la réalisation d'une machine à peindre sous-marine. On a déjà proposé divers appareils d'application de peinture sur une surface immergée. FR A 1.567.045 (VAN CAUWENBERGHE et al), demandé 3le 18 Ao t 1967, décrit un appareil comprenant deux brosses qui effec- tuent des mouvements de translation alternatifs parallèles à la surface à peindre, en sens inverse l'une de l'autre, ces brosses étant logées dans un carter avec des conduits d'alimentation entre la périphérie de chaque brosse et des raclettes d'égalisation en matière élastique. FR A 2.342.875 (INSTITUTE FOR INDUSTRIAL RESEARCH AND STANDARDS), demandé le 22 Février 1977, décrit un appareil comprenant des brosses rotatives alimentées en peinture en leur centre. FR A 2.389.420 (FLANDIN BLETY), demandé le 4 Mai 1977, décrit un appareil combinant un mouvement rotatif de la brosse d'application de peinture à un mouvement alternatif de translation perpendiculaire à la surface à peindre, ce - 2- dernier s'effectuant à une fréquence sous-multiple de la fréquence de rotation et faisant passer les touffes de poils à travers des orifices doseurs ménagés dans une grille qui ferme un carter logeant la brosse, carter constamment rempli de peinture. Ce dernier système procure, grace au mouvement alternatif de translation des poils perpendiculaire au subjectile et aux orifices doseurs, une application de la peinture sensible- ment meilleure que dans les systèmes précédents. Cette application n'est toutefois pas parfaite et le déposant a ultérieurement prévu, selon FR A 79 19938 demandé le 3 Août 1979, d'ajouter une brosse rotative de lissage entourant la brosse d'application et tournant en synchronisme avec elle sans subir de mouvement de translation. L'appareil décrit dans ce dernier brevet comporte en réalité au moins quatre brosses dont les mouvements sont synchronisés et est relati- vement complexe. Il présente l'inconvénient, en pratique rédhibitoire, que le carter a tendance à se remplir d'un mélange eau-peinture qui empêche tout dép8t correct de pein- ture sur le subjectile et que, étant entraîné en rotation, il ne permet pas aux pochoirs constitués par les touffes de poils et les orifices doseurs de déposer correctement leur contenu de peinture à chaque translation. L'invention a pour objet une machine à peindre sous-marine qui soit de construction simple et fiable et ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, comportant un dispositif d'application de peinture à touffes de poils multiples soumis à un mouvement alternatif de translation perpendiculaire au subjectile et une brosse rotative de lissage tournant à une vitesse suffisante pour assurer à elle seule l'adhérence de la machine. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, l'alimentation en peinture s'effectue, pour chacune des touffes de poils, en un point situé sensiblement au centre de l'extrémité non active de celle-ci, la peinture se -3- distribuant radialement et de façon régulière dans la touffe autour d'un orifice central d'alimentation et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité d'application de la peinture, sans que les touffes de poils soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille. Suivant un mode d'exécution préféré, l'ensemble du disposi- tif d'application est monté à rotation libre autour d'un axe perpendiculaire au subjectile. D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'inven- tion, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après, Au dessin annexé: La figure 1 est une vue en coupe, par I-I de la figure 2, de la partie immergée d'une machine à peindre conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention, et La figure 2 est une vue en plan de dessous de cette machine. Les mêmes numéros de référence désignent des éléments homo- logues aux deux figures. La machine comprend essentiellement un groupe motorisé de surface, non représenté, un mécanisme pulsatoire, un dispo- sitif d'application et un dispositif de lissage de la pein- ture. Le dispositif d'application (figures 1 et 2) est composé d'une pluralité de touffes de poils ou pinceaux 1, avanta- geusement cylindriques, ayant, par exemple, 30 mm de diamè- tre et disposés en couronne dans le mode d'exécution décrit (à titre d'exemple, le diamètre de la couronne est 250 mm). - 4 - Le support de ces pinceaux est monté à rotation libre autour d'un axe XX' et de manière à pouvoir subir une translation alternative le long de cet axe. Dans le mode d'exécution décrit, il est composé d'une couronne 2 munie de rayons 3, 4, et d'un moyeu 5 prolongé par un tube distributeur de peinture 6 axé sur XX' et solidaire du moyeu 5 (vis 51). Ce tube est monté à rotation libre dans un manchon 7 formant palier, muni à sa base d'une colerette 70 en appui sur la bride 60 dont est elle-même munie la base du tube 6. Les billes 71 roulent à leur base sur un chemin de roulement annulaire de la pièce 60 et à leur sommet sur un chemin à profil de-came de la pièce 15. Elles sont maintenues à écar- tement constant par des trous de la colerette 70, qui est elle-même immobilisée en rotation et libre en translation selon l'axe XX'. La peinture pénètre dans le tube 6 au voisinage de son extrémité supérieure fermée, par des orifices 61, et à sa base, arrive à travers le moyeu 5 dans les bras tubulaires creux 3-4, et, au moyen de canaux visibles en 100 à la figu- re 2, dans une chambre annulaire 10 ménagée dans la couronne 2 à la partie supérieure des pinceaux, pour descendre dans le canal central 11 formé dans la touffe de poils. On n'a pas figuré le raccordement, à l'intérieur du carter 8 de la machine, entre le coupleur 9 qui amène la peinture depuis un réservoir que comporte le groupe motorisé de surface et le conduit souple qui débouche en 90 dans une chambre fixe de la pièce 91 formant collecteur de peinture et dans laquelle les orifices 61 font immergés. L'alimentation se fait au moyen d'une moto-pompe hydraulique de circulation de la peinture, qui fait également partie du groupe susvisé. Le dispositif de lissage est constitué d'une brosse annulai- re 12 ayant, par exemple, 400 mm de diamètre extérieur et mm d'épaisseur. Cette brosse est solidaire d'un disque d'entraînement 120 à profil denté. Une première gorge annulaire inférieure 1200 loge la couron- ne de pinceaux 1, tandis qu'une seconde gorge annulaire supérieure 1201 sert à l'entraînement, sa surface étant dentée pour engrener avec un pignon 13 monté sur l'arbre 141 d'un moteur 14. Dans le mode d'exécution non limitatif décrit, le moteur 14 est hydraulique et logé dans le carter 8, dont son arbre 141 fait saillie; 142 désigne un coupleur d'amenée et de retour de l'huile sous pression. En variante, le moteur pourrait, par exemple, être électrique. Le disque 120 entraîne, au moyen de pions d'entraînement 1202, la came 15 déjà mentionnée. Celle-ci forme un manchon 151 et une bride inférieure ayant une surface profilée 152 en appui sur les billes 71. Le fond 81 du carter 8 présente, outre l'ouverture 810 de passage de l'arbre 141, une partie centrale en forme de manchon complètement ouvert vers le bas (portion 811) et muni vers le haut (portion 812) d'une ouverture de passage de la colerette 7, lequel est monté de manière à pouvoir coulisser sans tourner dans ladite ouver- ture. L'ensemble solidaire constitué par la brosse 12, son disque d'entraînement 120 et la came 15 tourne autour de l'axe XX', à une vitesse fixée par le moteur 14 et avantageusement comprise entre 60 et 80 T/minutes. Le profil de la surface de came est tel qu'à chaque révolution, chacune des billes successives soit soumise à un mouvement alternatif de trans- lation parallèle à l'axe XX', communiquant ainsi un mouve- ment de translation identique au tube distributeur 6 et à la couronne 2. Un ressort 17 est monté entre la surface supé- rieure fixe de la portion de manchon 812 et une entretoise de frottement 62 solidaire de leur extrémité supérieure et qui entoure l'arbre 6. Une goupille rotative 63 solidaire de l'arbre 6 s'appuie en glissant sur l'entretoise 62 et le ressort rappelle ainsi l'arbre 6eet les pièces qui en sont solidaires vers le haut de la figure, accompagnant le mouve- ment des billes roulant sur la came 15. La colerette 7 est elle-même libre en translation du fait de son calage entre -6 - la came 15 et la bride 60. Une butée de sécurité 64, soli- daire de l'arbre 6, empêche la pièce 62 et l'arbre 6 de s'échapper vers le bas en cas de rupture accidentelle de la pièce 63. Un carter cylindrique interne 16 constitue un élément de structure démontable qui supporte la piece 91 et loge les pièces 62-63-64 et la portion supérieure du manchon 812. La position du disque d'entraînement 120 par rapport au fond fixe 81 du carter est fixée au moyen de cales de frot- tement 1203-1204. Un volant circulaire 21 entourant complètement le carter et fixé à la base de celui-ci au moyen de bras 210 permet la manoeuvre de la machine de façon omnidirectionnelle. En cas de commande mécanique, la fixation est faite par la pièce 16. A titre d'exemple préféré, il est prévu quatre billes régu- lièrement distribuées autour de l'axe XX', et la vitesse de rotation du disque d'entraînement est de 60 T/m, si bien que la fréquence de pulsation du dispositif d'application de peinture est de 4 Hz. La double amplitude de la translation pulsatoire est de 5 mm. Les pinceaux peuvent être inclinés de 1 à 5 par rapport à l'axe XX', leur extrémité active étant plus éloignée de l'axe que leur extrémité opposée. Cette disposition, non obligatoire, est avantageuse, car elle engendre une légère composante de rotation qui fait que l'ensemble a tendance, en fonction des frottements, à tour- ner de manière aléatoire autour de l'axe XX', ce qui amélio- re la répartition de la peinture en réduisant les effets de bord et augmente la longévité du dispositif en régularisant l'usure des poils. Bien entendu, le carter 8 est agencé, de manière non figurée, pour qu'une légère flottabilité soit assurée. Le fonctionnement du dispositif d'application de peinture repose essentiellement sur le fait que l'alimentation des poils en peinture s'effectue en une pluralité de points situés à l'extrémité non active de touffes de poils, dans -7- chacune desquelles la peinture se distribue radialement de façon régulière autour de l'orifice central d'alimentation et est guidée par capillarité le long des poils jusqu'à l'extrémité d'application, ces touffes de poils n'étant pas immergées dans une chambre remplie de peinture. A condition, bien entendu, de régler la pression d'injection de la pein- ture (fournie par la pompe de circulation mentionnée plus haut) à une valeur basse, qui tiendra compte de son degré de viscosité mais sera tout juste suffisante pour compenser la perte de charge dans les conduites de la chambre 10, avec, en pratique, une légère surcharge et un très faible débit réglable en fonction de la vitesse de déplacement de la machine et de l'épaisseur de peinture désirée, il n'y aura ainsi aucun écoulement de peinture à partir des pin- ceaux ou touffes de poils, donc aucun risque de pollution de l'eau dans laquelle la machine travaille, ce qui est évidem- ment très important; on peut considérer que le mode d'ali- mentation des poils en peinture fournit ainsi une sorte d'auto-régulation, qui s'effectue d'autant mieux que l'ensemble des poils ne subit pas d'entraînement forcé en rotation. C'.est la surface du subjectile qui aspire en quelque sorte exactement la quantité de peinture qui doit l'abreuver. Cette aspiration est largement facilitée par le mouvement pulsatoire des pinceaux; la pression périodique- ment exercée sur le film de peinture provoque un effet de gavage du subjectile qui absorbe, à chaque surface d'appli- cation, plus de peinture que nécessaire, cette peinture étant ensuite étalée sur le reste de la surface du subjecti- le par les brosses de lissage. Le mouvement pulsatoire a en outre pour effet de chasser l'eau entre le subjectile et les touffes de poil. On notera qu'avec une amplitude du mouve- ment pulsatoire ayant l'ordre de grandeur de la valeur indi- quée ci-dessus, il n'y a pas véritablement décollage du pinceau et rupture du film. Des variations notables de viscosité ne perturbent pas le fonctionnement de la machine. On notera que, grâce aux dimensions du carter et du volant, la brosse de lissage est visible pour le plongeur, ce qui -8- facilite l'appréciation de son travail. On notera également que, si sa vitesse de rotation dépassait notablement T/mn, elle aurait tendance à arracher la peinture. Par contre, une vitesse de rotation notablement plus faible ne permettrait pas d'assurer l'adhérence de la machine sur le subjectile. Cette adhérence dans la machine décrite, est uniquement obtenue grâce au fait que la brosse de lissage referme sur le subjectile un espace circulaire o l'eau est entraînée en rotation; ce qui fournit la légère dépression nécessaire à l'adhérence. Il va de soi que des modifications pourront être apportées à la machine décrite et représentée sans s'écarter de l'esprit de l'invention. En particulier, plusieurs têtes de peinture telles que celle qui est illustrée au dessin pourraient être associées à un même groupe motorisé de surface. -9 - Revendications de brevet. 1. Machine à peindre sous-marine comportant une brosse d'application (1-3) de la peinture sur le subjectile en mouvement alternatif de translation, coopérant avec une brosse rotative de lissage (12) d'axe (XX') parallèle à la direction de translation, caractérisée en ce que la brosse d'application ast formée d'une pluralité de touffes de poils (1) alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement et de façon régulière dans chaque touffe autour d'un canal central (11) et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité active, sans que les touffes soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille. 2. Machine à peindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la brosse d'application de la pein- ture est montée à rotation libre autour dudit axe. 3. Machine à peindre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la vitesse de rotation de la brosse de lissage est suffisante pour assurer l'adhérence des deux brosses et de leurs organes de support et d'alimentation sur le subjectile. 4. Machine à peindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites touffes de poils forment des pinceaux généralement cylindriques uniformément distribués dans une première couronne cylindrique (2) et que les poils de la brosse de lissage (12) forment une seconde couronne cylindrique disposée autour de la première à proximité immé- diate de celle-ci. 5. Machine à peindre selon la revendication l1 caractérisée en ce que la fréquence de ladite translation alternative est de quelques hertz et sa double amplitude de quelques millimètres. - 10 - 6. Machine à peindre selon la revendication 1 ou 4, caractérisée en ce que l'orientation générale desdites touffes de poils est inclinée de quelques degrés par rapport audit axe. 7. Machine à peindre selon les revendications 2 et 4, caractérisée par un axe creux (6) d'amenée de la peinture, monté à rotation libre dans l'axe (XX') d'un carter (8), par des conduits radiaux (3-4) de distribution de la peinture solidarisés à la base (5) dudit axe creux et en communica- tion avec celui-ci, lesdits conduits étant également solida- risés à la première couronne et raccordés à une chambre annulaire (10) de distribution de la peinture en communica- tion avec chacun desdits canaux (11) audit point et par des moyens d'appliquer ledit mouvement de translation alterna- tif audit axe creux. 8. Machine à peindre selon la revendication 7, caractérisée par une bride (60) formant la base dudit axe creux et solidarisée à un moyeu distributeur (5) que compor- te l'ensemble constitué par la première couronne et les conduits radiaux, par un roulement à billes (71) formé entre ladite bride (60) et une came annulaire (15) centrée sur l'axe (XX'), ladite came étant entraînée en rotation par un disque d'entraînement (120) de la brosse de lissage parallè- le au fond du carter et extérieur à celui-ci, ledit disque étant lui même entraîné par un pignon (13) monté sur l'arbre (141) d'un moteur (14) logé dans le carter, ladite came ayant un profil propre à l'exercice d'une poussée pulsatoire sur les billes et des organes (17-18) de rappel élastique de l'axe creux étant prévus. 9. Machine à peindre selon la revendication 4, caractérisée en ce que la seconde couronne cylindrique (12) a un diamètre médian sensiblement supérieur à celui du car- ter, de façon à être visible pour l'opérateur.