Brevet FR2630672A1 — publié le 19891103

L'invention concerne un ensemble d'abrasion pour l'élimination de revêtements tels que des couches de peinture, feuilles décoratives, overlays sur des surfaces de matières plastiques, en particulier des stratifiés plastiques. L'in- vention concerne également un dispositif utilisé dans l'en- semble précité. On entend par stratifiés plastiques des pièces mou- lées multicouches réalisées à partir de substratums tels que les tissus de fibres de verre, de fibres de carbone ou de fibres plastiques qui sont encollées de liants (résines pour stratifiés), par exemple résines époxy, résines de mélamine, matières thermoplastiques, etc. De tels stratifiés sont em- ployés pour des usages techniques, en particulier dans la construction aéronautique, dans la construction automobile et dans la construction de bateaux, mais aussi pour des matériels de sport, par exemple des skis, pour des meubles et analogues. Les stratifiés sont constitués, par exemple, de plusieurs - couches de feuilles centrales et d'une feuille décorative à base de résine aminoplaste en tant que couche superficielle et éventuellement d'un overlay transparent ou coloré appliqué par pression en supplément sur le décor. Les stratifiés sont réa- lisés par application de couches de matières de support im- prégnées de résine. Un exemple d'application typique de stratifiés de ce genre est celui des pales de rotor d'hélicoptère pour les- quelles les substratums sont recouverts d'une couche de'revê- tement en matière plastique jusque dans la région extérieure o ce revêtement ne présente qu'une épaisseur relativement faible. La couche de revêtement est recouverte à son tour d'une peinture ou d'une feuille décorative. Après un certain temps d'utilisation, mais aussi en cas d'endommagements, les pales de rotor d'hélicoptère doivent être libérées du revête- ment. Pour ce faire, on a essentiellement fait appel jusqu'ici à un procédé manuel, c'est-à-dire qu'on a frotté la surface manuellement à l'aide de blocs ou d'éÉriges de ponçage jusqu'à ce que le revêtement soit oiminë.' Cela a posé des problèmes fondamentaux au sujet de la grande intensité de travail d'une part et du danger pour la santé causé par les poussières d'abrasion, d'autre part. Enfin, dans le secteur militaire, des problèmes ont apparu du fait que les pièces en partie hautement sensibles étaient détériorées délibérément, ces dommages étant alors pratiquement indétectables. C'est pourquoi il a déjà été essayé de réaliser un procédé 'd'abrasion à l'aide de particules abrasives amenées de la manière bien connue en soi au moyen d'un tuyau d'air comprimé et d'un bec et projetées sur la surface. Toutefois, étant donné qu'un tel procédé d'abrasion n'est pas facile à mettre en oeuvre, il s'est avéré que l'air emporté ne permet qu'un dosage très imprécis des particules d'abrasif, ce qui rapidement conduit à des érosions par lavage et endommagements du substratum dans le stratifié du fait d'une usure trop ra- pide de la surface. L'invention a donc pour objet d'indiquer un ensemble d'abrasion qui laisse intacts les stratifiés plastiques hau- tement sensibles tout en permettant d'éliminer avec ménagement des revêtements du genre précité de façon à éviter les incon- vénients exposes plus haut. De plus, l'ensemble doit être facilement automatisable pour pouvoir travailler avec des faibles dépenses de personnel. Selon l'invention, ce but est atteint par un ensemble du genre précité qui fonctionne avec une roue centrifuge la- quelle peut être déplacée à une distance sensiblement constante de la surface de matière plastique à nettoyer, un jet de particules d'abrasif constituées de granulés de matière plastique à arêtes vives présentant l'élasticité de l'acier étant dirigé vers la surface qu'il heurte à une vitesse com- prise entre 25 et 100 m/s, la roue centrifuge étant déplacée progressivement et en plusieurs passes sur toutes les zones de surface à traiter et un contrôle visuel étant effectué après chaque passage. Il est alors prévu la possibilité de déplacer la roue centrifuge et de laisser la surface au repos aussi bien que de'procéder de manière inverse, c'està-dire de faire passer une pièce à traiter devant une ou plusieurs roues cen- trifuges. Des roues centrifuges permettant de diriger des par- ticules d'abrasif sur une surface sont bien connues en soi. Mais une analyse très précise de la surface à traiter et de la matière à enlever est nécessaire pour trouver le bon mode de fonctionnement et les paramètres corrects du procédé d'abra- sion. Il s'est notamment avéré qu'il est important d'utiliser une roue centrifuge en vue de réduire à un minimum l'air amené et l'air additionnel qui interviennent inévitablement lors d'un nettoyage avec un appareil à air comprimé. Les abrasifs sont constitués de "granulés de matière plastique présentant l'élasticité de l'acier". On entend par là, la propriété des granulés de matière plastique d'obéir quant à leur comporte- ment élastique à la loi de Hooke. A aucune température, le module d'élasticité transversale ne devrait être inférieur à 102 kp/cm2. C'est pourquoi il convient d'utiliser en premier lieu comme granulés des résines thermodurcissables pour les- quelles une température relativement faible du jet, de préfé- rence une température ambiante de 20 C, ne devrait pas être dépassée. Dans certains cas, il sera donc nécessaire de pré- voir un refroidissement régulier du granulé. Etant donné que le revêtement superficiel et le stratifié sous-jacent se com- binent souvent de manière très intime, il est nécessaire de n'enlever à chaque passage qu'une couche relativement fine. Pour chaque nouvelle passe, il faut donc contrôler s'il y a encore du revêtement à enlever. Il s'est avéré qu'il est avantageux d'utiliser un granulé de résines thermodurcissables d'un calibre compris entre 0,2 et 1,5 mm. La dureté se situe avantageusement entre 3 et 3,5 sur l'échelle Mohs. Des produits finis en matière plastique broyés provenant, par exemple de pièces moulées par injection ou par compression manquées, conviennent alors par- faitement bien comme granulé. L'angle d'impact du granulé lors du grenaillage de- vrait se situer entre 30 et 90 par rapport à la surface de la pièce à traiter. Pour supprimer autant que possible l'air amené, l'abrasif est exclusivement amené à la roue centrifuge par chute ou par glissement. Le dispositif comprend un carter, un moteur d'en- trainement avec un arbre menant, une conduite d'amenée d'abrasif qui se termine du côté du carter opposé à l'arbre menant, une roue centrifuge montée dans le carter sur l'arbre menant et tournant autour d'une section terminale de la conduite d'amenée disposée dans la région de son moyeu et une douille conductrice immobile placée concentriquement à l'axe de rotation de la roue centrifuge, dont l'enveloppe est munie d'une fenêtre pour la sortie de l'abrasif et qui, conjointe- ment avec la fenêtre, peut être réglée en rotation, l'air amené passant par la fenêtre de la douille conductrice dans la roue centrifuge. Le dispositif est caractérisé en ce que la conduite d'amenée d'abrasif se termine dans une tubulure d'arrivée disposée concentriquement par rapport à la douille conductrice et présentant un diamètre inférieur à celui de ladite douille conductrice et que,.& l'extérieur de la péri- phérie de la tubulure d'arrivée sont disposés des orifices d'amenée d'air qui débouchent dans la douille conductrice. De préférence, la douille conductrice avec la fenêtre peut être réglée en rotation de façon à permettre le réglage de différents angles d'impact. Enfin, il est également avan- tageux que la conduite d'amenée d'abrasif se termine en une tubulure d'arrivée.disposée concentriquement par rapport à. la douille conductrice et présentant un diamètre inférieur à celui de ladite douille.conductrice et comporte, à l'extérieur de la périphérie de la tubulure d'arrivée, des orifices d'amenée d'air qui débouchent dans la douille conductrice. Du fait de la projection de l'abrasif, une certaine dépression est créée dans la section terminale et demande un courant d'air amené continu. Ce courant d'air amené devrait cependant se mélanger aussi peu que possible avec le granulé ou agir sur celui-ci. C'est pourquoi un tel courant d'air est amené à l'extérieur de la section terminale. Un autre avantage consiste en ce que la section d'entrée des orifices d'air est variable de façon à ne pro- duire qu'un minimum d'air amené. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une cabine de grenaillage avec plusieurs dispositifs utilisés dans l'ensemble; la figure 2 représente une vue en coupe d'un dispo- sitif de grenaillage. L'ensemble selon l'invention est réalisé à l'aide de plusieurs dispositifs de grenaillage 1. Dans le présent exemple de réalisation, les dispositifs de grenaillage'sont échelonnés à plusieurs et réglables en hauteur conformément à l'objet à nettoyer dans une cabine de grenaillage 2. Entre les dispositifs de grenaillage placés respectivement par paires en face les uns des autres se forme un couloir dans lequel peut être déplacé la pièce 7 à nettoyer. A cet effet, elle est suspendue à des chariots roulants 4, 4' montés sur un rail dans le toit de la cabine 2. Au-dessus de la cabine 2 est installé un réservoir 5 avec de l'abrasif à partir duquel l'abrasif tombe en chute libre, par glissement dans la conduite d'amenée, dans le dispositif de grenaillage 1 en passant par respectivement une conduite d'amenée d'abrasif qui peut être chargée individuellement par un tiroir à coquille '. Un dispositif de transport supplémentaire conduisant du réservoir aux dispositifs de grenaillage n'est pas prévu. Chaque dispositif de grenaillage 1 est muni d'une roue centrifuge (voir aussi fig. 2) qui dirige un jet d'abra- sif 6 vers la surface 8 de la pièce à traiter 7. En ce qui concerne la pièce à traiter 7, il peut s'agir d'un rotor d'hélicoptère en stratifié plastique, d'une coque de bateau ou analogue. A l'aide de la suspension et des chariots roulants 4, 4', la pièce à traiter 7 est guidée à une distance sensi- blement constante le long des dispositifs de grenaillage 1 installés de manière échelonnée. Cela peut être réalisé soit au moyen d'un dispositif de contrôle du chariot roulant 4, soit par un opérateur (non représenté) qui guide la pièce sus- - pendue. L'angle formé par le jet d'abrasif avec la surface de la pièce à traiter se situe environ'entre 30 et 900. La pièce à traiter est déplacée devant les dispositifs de grenaillage 1 inclinés. Le jet d'abrasif 6 est formé par des granulés de ma- tière plastique à arêtes vives présentant l'élasticité de l'acier. La vitesse circonférentielle de la roue centrifuge 10 doit alors être choisie de telle façon que, pour une distance relativement faible entre le dispositif de grenaillage 1 et la surface 8, la vitesse d'impact est comprise entre 25 et m/s. En général, on travaille avec une distance pièce- surface 8 jusqu'à l'axe de la roue centrifuge 10 de 2 à 4D (D = diamètre de la roue centrifuge). Le débit d'abrasif est de l'ordre de 3 kg d'abrasif par kW de puissance installée pour l'entraînement de la roue centrifuge. La pièce à traiter est déplacée progressivement de- vant les dispositifs de grenaillage 1 avec les roues centri- fuges 10. Chacune des zones à traiter de la surface est alors balayée à plusieurs reprises. Après chaque passage est effec- tué un contrôle visuel, chaque nouveau passage dépendant de la question de savoir s'il existe encore du revêtement -à enlever. Il est alors également possible d'arrêter certaines roues centrifuges ou encore de couper temporairement leur alimen- tation en abrasif en bloquant le tiroir à coquille associé 5' Les pièces à traiter 7 sont réalisées en stratifié plastique qui a déjà été décrit plus haut. De tels stratifiés sont relativement tendres et nécessitent un traitement soi- gneux pour empêcher des érosions par lavage et endommagements jusque dans la zone du substratum, par exemple en tissu de fibres d'armide. C'est également la raison pour laquelle le choix de l'abrasif est essentiel. Dans le cas présent, on a choisi des granulés de matière plastique qui, en tant que résines thermodurcissables, présentent une dureté de 3 à 3,5 sur l'échelle Mohs et un calibre compris entre 0,2 et 1,5 mm. Le granulé est réalisé, de préférence, sans métal à partir d'un matériel plastique fini broyé. Il ne s'agit donc nulle- ment de matériaux de recyclage bon marché. Il importe qu'il n'y ait pas de composants plus durs que lesdits granulés de résines thermodurcissables. En particulier, il convient d'éviter l'utilisation de métal et de sable. L'ensemble utilise un dispositif de grenaillage de - construction spéciale suivant la fig. 2. La fig. 2 représente, à plus grande échelle, une vue en coupe de l'appareil de la fig. 1. Le dispositif 1 se compose d'un carter 12 sur lequel est bridé un moteur d'entraînement 13 (non représenté dans la fig. 2), et d'un arbre menant 14. En face de l'arbre menant 14, la conduite d'amenée d'abrasif 25 débouche dans une douille de protection 15. A l'intérieur du carter 12, la roue centrifuge 10 est bridée sur l'arbre menant 14 en utilisant de la manière habituelle des vis sans tête 16. La conduite d'amenée 25 débouche dans une tubulure d'arrivée 17 laquelle laisse subsister une fente annulaire 18 entre sa face extérieure et la face intérieure de la douille de protection 15. Cet espace est rempli d'ouvertures d'arrivée d'air 19 dont la section est réglable. La tubulure d'arrivée 17 et les ouvertures d'arrivée d'air 19 débouchent dans une douille conductrice immobile 20 disposée concentriquement par rapport à l'axe de rotation de la roue centrifuge 10. Elle est entourée avec ajustement serré par la roue centrifuge. L'ajustement serré est choisi pour que seul l'abrasif et un minimum d'air amené puissent parvenir par une fenêtre 21 à l'intérieur de la roue centrifuge en rotation. Aucune admis- sion d'air dans les chambres de la roue centrifuge ne doit se faire en dehors de la fenêtre 21, en particulier pas à partir de l'extérieur de la douille conductrice. Du fait que l'on travaille avec un minimum d'air amené, le jet d'abrasif 6 reste dans une large mesure non perturbé et peut être dirigé vers la surface, sous un angle d'impact réglable avec une très grande précision, à une vitesse d'impact qui peut être déter- minée dans une large mesure avec exactitude. A cet effet, la roue centrifuge 10 est habituellement munie de six à huit aubes 22. La douille conductrice 20 avec la fenêtre 21 peut être déplacée à l'aide d'un arbre de réglage 23 et d'un en- grenage adéquat de sorte que la direction d'impact du dispo- sitif de grenaillage peut être modifiée. De plus, au moins un crochet 24 est fixé à la tête du carter 12. L'abrasif tombe sur le fond de la cabine de grenail- lage lequel peut à son tour être équipé d'une manière bien connue en soi d'une grille o l'abrasif s'accumule et d'o il peut être évacué à l'aide de dispositifs de transport bien connus. Il est ensuite nettoyé et renvoyé au réservoir d'abrasif 5. Bien entendu, il est possible de modifier le mode spécial de suspension et de déplacement du dispositif de gre- naillage suivant la fig. 1. Il importe que la roue centrifuge active 10 puisse passer sur la pièce à traiter à une distance sensiblement constante de la surface et que la pièce à traiter elle-même puisse être inspectée par des personnes ou des dis- positifs optiques. Il est alors possible de déplacer le ou les roues centrifuges par rapport à la surface ou bien la surface par rapport à la roue centrifuge. REVENDICATIONS 1. - Dispositif à roue centrifuge comprenant un car- ter de roue centrifuge, un moteur d'entraînement pour ladite roue centrifuge, une conduite d'amenée d'abrasif qui se ter- mine du côté du carter opposé à l'arbre menant pour la roue centrifuge, une roue centrifuge montée dans le carter sur l'arbre menant et tournant autour d'une section terminale de la conduite d'amenée disposée dans la région de son moyeu, et une douille conductrice immobile placée concentriquement à l'axe de rotation de la roue centrifuge, dont l'enveloppe est munie d'une fenêtre pour la sortie de l'abrasif et qui, conjointement avec la fenêtre, peut être réglée en rotation, l'air amené passant par la fenêtre de la douille conductrice dans la roue centrifuge, c a r a c t é r i s é e n c e que la conduite d'amenée d'abrasif (25) se termine dans une tu- bulure d'arrivée disposée concentriquement par rapport à la douille conductrice (20) et présentant un diamètre inférieur à celui de ladite douille conductrice (20) et que, à l'extérieur de la périphérie de la tubulure d'arrivée (17) sont disposés des orifices d'amenée d'air (19) qui débouchent dans la douille conductrice (20). 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section d'entrée des orifices d'amenée d'air -(19) est réglable. 3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le granulé présente une dureté de 3 à 3,5 sur l'échelle Mohs. 4. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le granulé se compose essentiellement de résines thermodurcissables. 5. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le granulé se compose de matériels plastiques finis broyés. 6. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le granulé présente une calibre compris entre 0,2 et 1,5 mm. 7. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que.l'abrasif est exclusivement amené par chute et glissement dans la conduite d'amenée d'abrasif (25) vers la roue centrifuge. 5.8. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, c a r a c t é r i s é e n c e que la douille conductrice (20) immobile placée concentriquement à l'axe de rotation de la roue centrifuge (10) est entourée avec ajustement serré par la roue centrifuge tournante de telle façon qu'une amenée d'air vers l'intérieur de la roue centrifuge est sensiblement empêchée, sauf par la fenêtre de la douille conductrice. 9. - Ensemble constitué d'une pluralité de disposi- tifs selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque dispositif est réglable en hauteur par rapport à une surface à traiter et animé d'un mouvement relatif de dé- placement pour couvrir toute la surface en une passe. 10. - Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque moteur d'entraînement de chaque dispositif est commandé indépendamment et de sorte que lorsqu'un dispo- sitif est en action la vitesse d'impact des particules est comprise entre 25 et 100 m/s. 11. - Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'angle d'impact est de 30 à 900 par rapport à la surface.