Brevet FR2580211A1 — publié le 19861017

OUTILS DE POLISSAGE ROTATIFS EN FORME DE DISQUES, ROULEAUX, OU TAMPONS, PROCEDE ET MACHINE POUR LEUR FABRICATION La présente invention concerne des outils de polissage pour machines rotatives, ainsi qu'un procédé et une machine pour leur fabrication. Certains outils de polissage rotatifs se présentent sous forme de disques ou rouleaux dans lesquels les éléments de polissage, formés de fibres, fils, mèches, tresses, tissu, peau ou feuilles en matériau souple ou flexible, sont disposés radialement autour d'une embase rigide tubulaire qui permet la solidarisation de l'outil à une broche de la machine. D'autres se présentent sous forme de tampons à embase en forme de rondelle d'où les éléments de polissage émergent perpendiculairement, un embout axial perpendiculaire au disque fait saillie sur la face du disque opposée aux éléments de polissage et permet la solidarisation de l'outil au bout d'une pince de la machine rotative. Les outils classiques en forme de disques ou rouleaux sont généralement fabriqués par assemblage de fibres, fils, mèches ou tresses tronçonnés et disposés radialement autour d'un noyau tubulaire en empilage radial, puis pressés et sertis entre deux flasques. Cette méthode se prête mal à une fabrication industrielle et, de plus, la fixation des éléments de polissage est souvent défectueuse, ce qui entraîne une détérioration prématurée des outils. Les outils classiques en forme de tampons sont généralement fabriqués comme les brosses, par implantation touffes d'éléments de polissage dans les alvéoles d'une embase. Cette méthode se prête également mal à une fabrication industrielle, et les touffes d'éléments de rviruUage sont souvent insuffisamment maintenues dans l'embase, ce qui provoque une usure inégale des outils. Lorsqu'on utilise des éléments de polissage constitués par des morceaux de tissu, de peau ou de feuilles en divers matériaux souples ou flexibles, tels que des intissés ou de la matière synthétique, on les découpe en rondelles que l'on empile pour former des disques ou rouleaux, mais en ce cas les outils présentent une certaine rigidité car c'est la tranche de la rondelle qui travaille et l'outil ne présente de flexibilité que latéralement, et non périphériquement, ce qui amène une - déformation latérale de l'outil lorsqu'on l'appuie sur l'objet à polir. On a donc cherché à pallier cet inconvénient en découpant de tels éléments de polissage en lanières que l'on utilise en touffes comme les fibres et analogues, avec les inconvénients précités. L'invention a pour but la réalisation d'outils de polissage rotatifs ne présentant pas les défauts précités des outils classiques, et se portant particulièrement bien aux fabrications industrielles, avec un ioindre coût et de meilleures qualités mécaniques, notamment en ce qui concerne la flexibilité et la régularité de l'usure. L'invention a pour objet des outils de polissage rotatifs en forme de disques, rouleaux ou tampons, comprenant chacun une embase rigide qui maintient par le talon une pluralité d'éléments de polissage formés de fibres, fils, mèches, tresses, tissus, peaux ou feuilles en matériau souple ou flexible, naturel ou synthétique, caractérisés en ce que les éléments de polissage sont disposés en une bande, à au moins une couche repliée à cheval sur un fil de maintien rigide déformable, enroulée en spires contigües ; le fil, avec le talon des éléments de polissage qui l'entoure, étant enrobé dans une embase moulée. Dans de tels outils la bande est avantageusement froncée le long du fil de maintien, ce qui donne une flexibilité pluridirectionnelle à la périphérie active de l'outil. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de tels outils de polissage, caractérisé en ce qu'on dispose les éléments de polissage côte à côte pour former une bande continue de largeur constante, en ce qu'on dépose au milieu et dans l'axe de cette bande un fil de maintien continu, en ce qu'on replie les bords libres de la bande autour du fil, pour former une bande double que l'on enroule en spires contigües autour d'un noyau, en ce qu'on découpe la bande enroulée en tronçons correspondant chacun à un outil de polissage, et en ce qu'on solidarise les tronçons maintenus spiralés contigUs entre eux par enrobage du fil et des talons des éléments de polissage entourant le fil, dans une embase formée par moulage. Dans un mode de réalisation de ce procédé, on enroule la bande double avec son fil, en spires n 1 yême diamètre suivant une hélice, pour fprmer un disque ou rouleau à embase tubulaire. En variante, on enroule la bande double avec son fil, en spires de diamètre croissant suivant une spirale, pour former un disque ou tampon à embase en forme de disque. Plus particulièrement lorsqu'on utilise des éléments de polissage constitués par des brins ou tron çons de fibres et analogues, il est avantageux -d'encoller la partie médiane de la bande de part et d'autre du fil avant de la replier autour du fil et de réunir les parties encollées pour former le talon des éléments de polissage et laisser libres les bords rapprochés de la bande. On obtient des éléments de polissage plus touffus et à moindre coût en les disposant en plusieurs bandes superposées que l'on replie autour d'un même fil de maintien, et/ou encore en fronçant la, ou les bandes repliées le long du fil avant enroulement autour d'un noyau. Afin d'obtenir des outils d'action régulière, il est généralement avantageux d'araser les éléments de polissage à une même longueur, autrement dit à distance constante de l'embase. Pour obtenir des outils plus solides et plus denses, il est préférable de presser les spires les unes contre les autres pendant -le moulage de l'embase. L'invention a encore pour objet une machine pour la fabrication de tels outils, mettant en oeuvre le procédé qui fait l'objet de l'invention, machine caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'approvisionnement en éléments de polissage disposés en bande continue à au moins une couche, un dispositif d'approvisionnement en fil de maintien rigide, déformable, dans l'axe de la bande, un dispositif de repliement des bords de la bande l'un sur l'autre autour du fil, un dispositf d'enroulement du fil entouré de la bande repliée autour d'un noyau, un dispositif de sectionnement de la bande en tronçons correspondant chacun à un outil, et un dispositif de moulage d'une embase en matière plastique enrobant le talon des éléments de polissage entourant le fil et en laissant libres les bords, pendant que les spires sont maintenues serrées les unes contre les autres. Pour certaines applications, une telle machine comprend avantageusement un dispositif pour déposer un ruban de colle dans l'axe de la bande, avant repliement, et plutôt avant qu'après dépose du fil de maintien médian. Un tel ruban de colle peut être déposé sour forme liquide ou pâteuse, par les moyens classiques de pulvérisation coulage, enduction, ou rouleau de transfert, ou encore sous forme d'un ruban solide d'adhésif. L'adhésif peut être du type autocollant ou encore thermocollant. En ce dernier cas, il peut être utile de prévoir le passage de la bande repliée entre deux rouleaux presseurs chauffés, sinon le collage s'effectuera simultanément au moulage, sous l'action de la matière plastique chaude. Lorsqu'on désire fronçer la bande le long du fil de maintien avant enroulement autour du noyau, la machine suivant l'invention comprendra également un dispositif de fronçage classique, par exemple du type à deux trains de rouleaux d'entrainement de la bande, écartés l'un de l'autre, le train amont assurant un entraînement plus rapide que le train aval, avec tassement de la bande froncée sur le fil entre les deux trains. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs exemples de modes de réalisation de l'invention illustrés par les dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est ùne vue schématique, en perspective, d'un disque de polissage suivant l'invention - la figure 2 est une vue schématique, en perspective, d'un tampon de polissage suivant l'invention - la figure 3 est une vue schématique, en coupe diamétrale, du disque de la figure 1 - la figure 4 est une vue schématique, en coupe diamétrale, du tampon de la figure 2 - la figure 5 est une vue en perspective d'un diagramme fonctionnel des dispositions constructives d'une machine suivant l'invention, de fabrication de disques ou rouleaux de polissage à partir de fibres ou analogues, suivant les étapes du procédé de l'invention ; et, - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 d'une machine, suivant l'invention, de fabrication de disques ou tampons de polissage à partir de bandes de tissu ou analogue. Sur ces figures, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références numériques. Le disque de polissage représenté sur les figures 1 et 3 comprend essentiellement a) un noyau ou embase tubulaire 1 en matière plastique moulée creusée d'un canal axial à section hexagonale permettant sa fixation sur une broche de forme complémentaire d'une machine de polissage rotative, et b) une corolle d'éléments de polissage constituée par une bande continue 3 de tissu, peau, ou feuille de matière naturelle ou synthétique, repliée sur un fil 7 de maintien de fer ou autre métal déformable, ou de matière plastique, et enroulée autour de l'embase 1 en spires jointives, serrées les unes contre les autres et formant une hélice. Le fil 7 et la partie de bande 3 l'entourant sont enrobés dans la matière plastique de l'embase 1. Les bords due la bande 3 repliée sont libres et constituent la surface active cylindrique de l'outil.La bande 3 est froncée le long du fil 7 et les replis qu'elle présente assurent-une flexibilité dans pratiquement toutes les directions. Ce froncement est, de préférence, supérieur à celui qui est nécessaire pour enrouler la bande sur un axe perpendiculaire à son plan. Ainsi, le bord libre de la bande présente des plis qui augmentent la surface de travail en lui communiquant aussi plus de souplesse. Le tampon de polissage représenté sur les figures 2 et Il comprend essentiellement : a) une embase 2 moulée en forme de rondelle ou plateau circulaire duquel fait saillie axialement un téton à section hexagonale 27 permettant la préhension de l'outil par une pince classique de forme complémentaire d'une machine de polissage rotative, et b) une nappe annulaire d'éléments de polissage 4 constituée par des brins de fibres, ou des fils, mèches, tresses de matériaux naturels ou synthétiques disposés côte à côte et repliés autour d'un fil de maintien 7 en fer ou autre métal déformable, ou en matière plastique, en une bande double continue enroulée en spirale à spires jointives autour d'un évidement axial cylindrique.Le fil 7 et la partie des brins d'éléments de polissage Il l'en- tourant sont enrobés dans la matière plastique de l'embase 2. Les extrémités libres des brins repliés constituent la surface active plane de l'outil. Le schéma fonctionnel de la figure 4 illustre un mode de réalisation à la fois du procédé et de la machine qui font l'objet de l'invention. Des fibres ou analogues 28 tirées à partir d'une bobine dérouleuse 21 sont tronçonnées en brins de longueurs égales par un dispositif de sectionnement 29,30 et alignées cote à côte pour former une bande continue 5 de largeur constante, par exemple sur un tapis transporteur classique, non représenté. Dans l'axe de la bande 5 on dépose un ruban 18 d'adhésif adhérant par pression provenant d'une bobine dérouleuse 25. Toujours dans l'axe du ruban adhésif 18 on amène un fil de maintien continu 7 de fer ou analogue, provenant d'une bobine dérouleuse 24. Deux tambours latéraux antagonistes 8,8' rabattent l'un contre l'autre les bords libres des brins 28 de la bande 5 et les collent autour du fil 7 pour former une bande double 13 qui est enroulée en hélice à spires jointives 8 autour d'un mandrin 14. Un dispositif de sectionnement 16, 17 tronçonne la bande double 13 lorsque le nombre de spires 8 désiré a été enroulé autour du mandrin 14. L'hélice formée par les spires enroulées est alors transférée dans un moule classique, non représenté,-où elle est pressée axialement pendant l'injection de matière plastique pour former une embase tubulaire analogue à celle référencée 1 sur les figures 1 et 3. Dans la variante du schéma fonctionnel de la figure 6, deux rubans de tissu ou analogue 19,20, provenant respectivement de bobines dérouleuses 22,23, sont superposés pour former une bande continue 6 à deux couches de largeur constante. Dans l'axe de la bande 6 on dépose un fil de maintien continu 7 de fer ou analogue provenant d'une bobine dérouleuse 24. Deux déflecteurs latéraux 9,9' rabattent l'un sur l'autre les bords libres de la bande- 6 autour du fil 7 pour former une bande double 12 à quatre couches. La bande 12 passe alors sur un premier train de galets d'entraînement schématisé par un seul galet 10 sur la figure 6, puis sur un deuxième train de galets d'entraînement plus en aval schématisé ici par un seul galet 11.Le train de galets 10 tourne à une vitesse supérieure à celle du train de galets 11, ce qui provoque un froncement de la bande 12 le long du fil 7. La bande 12 froncée est alors enroulée en spirale plate à spires jointives 9 autour d'un mandrin 15. Lorsque la galette formée par la spirale atteint le diamètre désiré, on tronçonne la bande 12 avec un dispositif de sectionnement 16,17. On transfère alors la galette dans un moule classique, non représenté, où elle est maintenue pressée radialement pendant l'injection de matière plastique pour former une embase plate analogue à celle référencée 2 sur les figures 2 et 4. Suivant la nature des bandes 19 et 20, il peut être nécessaire de maintenir les bords rabattus formant la bande 12 plaqués les uns contre les autres jusqu'à l'enroulement en spirale. En variante, on peut encoller axialement les bandes 19 et 20 (figure 6) comme dans le schéma -de la figure 5 en 18,25. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation et variantes décrits et représentés, elle englobe bien au contraire toutes les adaptations et interprétations accessibles à l'homme de l'art. C'est ainsi que l'on a décrit l'invention par rapport à deux exemples d'outils à éléments de polissage de même nature, brins pour les figures 1,3,5 et bande pour les figures 2,4,6, mais on peut aussi bien réaliser, suivant l'invention, des outils à éléments de polissage divers, notamment brins et bande. en superposant par exemple une bande continue de tissu telle que 20 de la figure 6 sur la bande de fibres 5 de la figure 5 entre la pose d'adhésif 18 et le fil de maintien 7. REVENDICATIONS 1. Outils de polissage rotatifs en forme de disques, rouleaux ou tampons, comprenant chacun une embase rigide (1,2) qui maintient par le talon une pluralité d'éléments de polissage (3,11) formés de fibres, fils, mèches, tresses, tissus, peaux ou feuilles en matériau souple ou flexible, naturel ou synthétique, caractérisés en ce que les éléments de polissage (3,4) sont disposés en une bande (5,6), à au moins une couche repliée à cheval sur un fil de maintien rigide déformable (7), enroulée en spires contigües (8,9) ; le fil (7), avec le talon des éléments de polissage (3,4) qui l'entoure, étant enrobé dans une embase moulée (1,2). 2. Outils, suivant la revendication 1, caractérisés en ce que la bande (6) est froncée (10,11) le long du fil (7). 3. Procédé de fabrication d'outils de polissage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on dispose les éléments de polissage (3,4) côte à côte pour former une bande continue (5,6) de largeur constante, en ce qu'on dépose au milieu et dans l'axe de cette bande un fil de maintien continu (7), en ce qu'on replie les bords libres de la bande (6) autour du fil (7), pour former une bande double (12,13) que l'on enroule en spires contiguës (8,9) autour d'un noyau (14,15), en ce qu'on découpe la bande enroulée en tronçons correspondant chacun à un outil de polissage, et en ce qu'on solidarise les tronçons maintenus spiralés contigüs entre eux par enrobage du fil et des talons des éléments de polissage entourant le fil, dans une embase (1,2) formée par moulage. 11. Procédé, suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on enroule la bande double (13,13) avec son fil (7), en spires (8) de même diamètre suivant une hélice pour former un disque ou rouleau à embase tubulaire (1). 5. Procédé, suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on enroule la bande double (12) avec son fil, en spires (9) de diamètre-croissant suivant une spirale, pour former un disque ou tampon à embase en forme de disque (2). 6. Procédé, suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'on encolle (18) la partie médiane de la bande (13) de part et d'autre du fil (7) avant de la replier autour du fil et de réunir les parties encollées pour former le talon des éléments de polissage et laisser libres les bords rapprochés de la bande (13). 7. Procédé, suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'on dispose les éléments de polissage (19,20) en plusieurs bandes superposées que l'on replie autour d'un même fil (7). 8. Procédé, suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'on fronce (10,11) la ou les bandes repliées le long du fil (7) avant de l'enrouler autour d'un noyau (15). 9. Procédé, suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'on arase les extrémités libres des éléments de polissage (3,4) à une même distance de l'embase (1,2). 10. Procédé, suivant l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'on presse les spires (8,9) les unes contre les autres pendant le moulage de l'embase (1,2). 11. Machine pour la fabrication d'outils de polissage suivant l'une des revendications 1 et 2, mettant en oeuvre un procédé suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'approvisionnement en éléments de polissage (3,4) disposés en bande continue (5,6) à au moins une couche, un dispositif d'approvisionnement (24) en fil de maintien (7) rigide, déformable, dans lsaxe de la bande (5,6), un dispositif de repliement (8,9) des bords de la bande (5,6) l'un sur l'autre autour du fil (7), un dispositif d'enroulement (14,15) du fil entouré de la bande repliée (12,13) autour d'un noyau (14,15), un dispositif de sectionnement de la bande (12,13) en tronçons correspondant chacun à un outil, et un dispositif de moulage d'une embase (1,2) en matière plastique enrobant le talon des éléments de polissage (3,4) entourant le fil (7) et en laissant libres les bords, pendant que les spires sont maintenues serrées les unes contre les autres. 12. Machine, suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (25) pour déposer un ruban de colle (18) dans l'axe de la bande (5) avant repliement. 13. Machine, suivant l'une des revendications 11 et 12, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de-fronçage (10,11) de la bande le long du fil (7) avant enroulement autour du noyau (15).