Brevet FR2823145A1 — publié le 20021011

TAMPON ET SYSTEME DE POLISSAGE Arrière-Plan de l'invention Cette invention concerne les tampons utilisés pour polir les surfaces finies en particulier lorsque celles-ci ont été peintes et qu'on souhaite éliminer les imperfections de ces surfaces. On sait bien que les tampons pour de telles applications doivent avoir un niveau de conformabilité relativement élevé, c'est-à-dire qu'ils doivent être aisément déformables pour se conformer à la surface à polir pour éviter d'appliquer une pression excessive en un point par rapport à un point voisin. Pour la facilité d'application, les tampons en mousse sont typiquement adoptés soit comme support d'une feuille flexible traditionnelle d'un abrasif enrobé soit comme tampon en mousse avec des particules abrasives agglomérées directement à la surface de la mousse ou appliquées comme une pâte entre le tampon et la surface. La surface du tampon qui est en contact avec la pièce peut être planaire ou profilée, cette dernière étant préférée lorsqu'il peut être souhaité de polir légèrement avec seulement une partie de la surface en contact avec la pièce, ou, plus vigoureusement, en comprimant de telle sorte que pratiquement toute la surface en mousse soit en contact avec la pièce. Des mousses types de ce descriptif sont décrites dans USPP 4.962. 562 ; 5.007. 128 et 5.396. 737. Cependant ces mousses manquent de souplesse du fait qu'elles ont une composition et une densité uniformes de telle sorte qu'un seul type unique de polissage peut être réalisé et le tampon doit être changé s'il faut quelque chose de différent. La présente invention offre un système qui est très adaptable et souple tout en restant extrêmement simple à utiliser. Description de l'invention La présente invention concerne un tampon de polissage en mousse compressible de façon élastique comprenant une première et une seconde surfaces de travail principales opposées, ayant chacune plusieurs dépressions espacées en forme générale de cônes creux tronqués (en option avec les extrémités tronquées, qui constituent les bases des dépressions, arrondies) séparées par des cônes tronqués où les parties supérieures des cônes tronqués, qui peuvent également en option être arrondies, se trouvent toutes dans le même plan et constituent la surface de travail. Les dépressions tronquées et les cônes décrits cidessus sont habituellement de mêmes dimensions de telle sorte qu'un cône en principe s'adapte avec léger serrage dans une dépression, mais ceci n'est pas une caractéristique essentielle de l'invention. D'une façon générale, les dépressions sur chaque surface de travail principale ont toutes la même profondeur, mais il est souvent avantageux que les dépressions aient des profondeurs différentes même sur la même surface de travail, de telle sorte qu'en augmentant l'effort de compression sur la mousse, la mousse s'aplatisse pour augmenter la zone de la surface en contact de polissage avec une pièce, c'est-à-dire la surface de travail effective, en deux ou plusieurs étapes. Des parties de la mousse entre les dépressions sont décrites comme des"cônes tronqués", mais il est bien entendu que, lorsque les dépressions ne sont pas de dimension uniforme ou sont relativement largement espacées, les formes des structures entre les dépressions peuvent ne pas se conformer exactement en cônes tronqués et pourraient même être interconnectées avec d'autres structures adjacentes. Il est cependant entendu que de telles structures ne sont pas exclues du domaine d'application prévu de l'invention revendiquée. Bien qu'on préfère souvent que les première et seconde surfaces de travail aient la même conception de surface de travail, ce n'est nullement la seule structure admissible. Si on souhaite profiter du fait qu'il y a deux surfaces de travail sur le même tampon, la seconde surface de travail peut avoir des structures donnant une gamme différente d'options de polissage. Ceci peut se faire en faisant varier la séparation entre les dépressions ou leur profondeur, mais plus souvent on obtient la différenciation en utilisant une mousse de compressibilité différente avec en option des variations de structure superficielle discutées ci-dessus en plus. Le tampon en mousse de l'invention est par nécessité compressible et donc de préférence fait d'un polymère qui peut être expansé pour faire une matière résiliente qui puisse être comprimée et retrouver sensiblement ses dimensions d'origine après suppression des efforts de compression. Le polymère est de préférence un polymère thermoplastique ou caoutchouteux comme par exemple une polyoléfine, un halogénure de polyvinyl plastifié, un polydiène ou polyuréthane. Pour la simplicité de fabrication et économie, le polymère préféré est un polyuréthane et de préférence un polyuréthane à cellule ouverte qui peut être expansé avec beaucoup de maîtrise pour produire une mousse avec une densité contrôlée avec précision. La constitution d'un tampon en mousse avec deux surfaces de travail peut s'obtenir en utilisant des techniques de moulage appropriées, mais plus fréquemment, on l'obtient en contrecollant différentes mousses ensemble. Cela fournit l'occasion de produire un tampon où chaque surface de travail est différente en termes de structure, et/ou de préférence, de densité de mousse. Les deux tampons peuvent être contrecollés en utilisant une couche intermédiaire qui peut être simplement une couche adhésive mais de préférence une couche polymère caoutchouteuse qui, tout en étant flexible et peut être même expansée, est suffisamment rigide pour assurer une plus grande stabilité dimensionnelle au tampon. Un polymère adéquat pour faire adhérer ensemble ces composants de la mousse afin de former le tampon est un caoutchouc de polybutylène. La rigidité physique relative de la couche intermédiaire devient particulièrement importante lorsque la mousse doit être utilisée avec une machine de polissage qui nécessitera que le tampon en mousse soit retenu dans un support d'un type quelconque. Par conséquent, l'invention comprend également un système de polissage adapté pour être utilisé en liaison avec une polisseuse orbitale qui comprend : a) un tampon de polissage en mousse compressible de façon résiliente sous forme d'un disque comprenant une première et une seconde surfaces de travail principales opposées, ayant chacune plusieurs dépressions espacées en forme générale de cônes creux tronqués, (en option avec des extrémités tronquées, qui constituent les bases des dépressions, arrondies), séparées par des cônes tronqués où les parties supérieures des cônes tronqués, qui peuvent également en option être arrondies, se trouvent toutes dans le même plan et forment la surface de travail ; b) un tampon d'appui par lequel le tampon de polissage en mousse est maintenu en contact avec une surface de travail dépassant au-delà du tampon d'appui et la seconde surface de travail en contact avec le tampon d'appui ; et c) un système de retenue pour retenir une surface du tampon de polissage en contact amovible avec le tampon d'appui. La forme préférée de système de retenue empêche le tampon de bouger par rapport au tampon d'appui en service, outre le fait de constituer un système par lequel le tampon en mousse peut être fixé à une ponceuse orbitale par exemple par un mandrin positionné axialement adapté pour se loger dans l'arbre d'une ponceuse orbitale. Lorsque le tampon d'appui a la forme d'un système de retenue dans lequel le tampon de polissage est partiellement retenu en service, le système de retenue peut prendre la forme d'ergots ou parties en saillie adaptés pour rentrer dans des orifices ou dépressions correspondants dans le tampon de polissage. Ils peuvent également prendre la forme de clips adaptés pour s'appuyer contre la circonférence du tampon ou dans des dépressions découpées dans la circonférence du tampon entre les surfaces de travail. Ces dépressions se trouvent commodément dans la partie de la circonférence à mi-chemin entre les première et seconde surfaces de travail. Lorsque le tampon est formé en contrecollant deux tampons en utilisant une couche polymère plus dure, les dépressions sont commodément formées dans cette couche de façon à constituer une surface de coopération pour les clips ou autres éléments de retenue qui est moins facilement déformée qu'une mousse constituant la première ou la seconde surface de travail. Au cas où le tampon d'appui a la forme d'un disque en contact avec une surface du tampon de polissage, le système de retenue peut comprendre un élément positionné axialement adapté pour traverser le tampon de polissage et coopérer avec un système de fixation qui s'appuie sur le tampon de polissage dans une dépression axiale sur la surface de travail du tampon de polissage. L'élément positionné axialement peut être par exemple un tube fileté intérieurement ou une tige filetée extérieurement coopérant avec un élément fileté portant contre la surface du tampon de polissage pour le maintenir en position sur le tampon d'appui. Il pourrait également avoir la forme d'une tige rainurée adaptée pour recevoir un dispositif de serrage comme une bride en C ou une tige avec un orifice avec une rondelle et une goupille fendue en coopération avec celle-ci. Parfois des montages rapides comme celui où une partie en saillie positionnée par un ressort comme un roulement à billes coopère avec une rainure assurent ainsi une fixation amovible. D'autres modes de réalisation bien connus dans le métier comprennent une partie radiale en saillie coopérant avec une fente en forme de L dont l'engagement est assuré par l'insertion de la partie radiale en saillie sur le système de retenue, dans la fente suivi par une rotation partielle axiale du système de retenue pour positionner la partie en saillie dans la partie angulaire de la fente. D'autres mécanismes de fixation bien connus dans le métier peuvent être substitués à ceux décrits ci-dessus. Le tampon d'appui est de préférence muni de plusieurs parties en saillie qui s'engagent dans la surface du tampon de polissage de telle sorte qu'en service le tampon de polissage soit empêché de se déplacer en rotation par rapport au tampon d'appui. On préfère souvent faire dans le tampon en mousse des canaux de ventilation reliant les première et seconde surfaces de travail pour aider au refroidissement des surfaces lors du polissage. Ces canaux sont également avantageusement prévus dans le corps de la coupelle de retenue de telle sorte que l'air puisse circuler autour du tampon en service. Description des dessins Sur les Dessins ci-joints : La Figure 1 est une vue en coupe d'un tampon de polissage en mousse à deux faces selon l'invention ; La Figure 2 est une vue en plan du côté ouvert d'un tampon d'appui sous forme d'une coupelle de retenue. La Figure 3 représente la coupelle de retenue de la Figure 2 en section transversale verticale suivant la ligne A-A'. La Figure 4 représente une forme différente du tampon d'appui avec tampon de polissage fixé en section transversale. Description des Modes de Réalisation Préférés L'invention va maintenant être décrite en termes de modes de réalisation illustrés aux Figures 1-4. Il est entendu que d'autres modes de réalisation de l'invention qui diffèrent de ceux illustrés sont possibles sans s'écarter du fond de l'invention. A la Figure 1 des dessins, des tampons en mousse en forme de disque, 1 et 2, sont contrecollés ensemble en utilisant une couche polymère caoutchouteuse 3, ayant des évidements 7 à intervalles espacés autour de la circonférence. Les couches 1 et 2 du tampon combiné sont chacune munies de plusieurs évidements 4 sur les surfaces de travail 5 et 6 respectivement. Le tampon en mousse de la Figure 1 est utilisé en liaison avec un tampon d'appui et aux Figures 2 et 3, ceci prend la forme d'un support en coupelle ayant un support en forme de coupelle cylindrique peu profonde 7 ayant une petite lèvre 8 en saillie radialement vers l'intérieur. Cette coupelle enferme un espace 9 dans lequel la moitié du tampon en mousse illustré à la Figure 1 peut être logée. Quatre clips élastiques dépassent radialement vers l'intérieur à partir de la lèvre de la coupelle. Lorsqu'un tampon en mousse est logé dans le support, ces clips dépassent dans les évidements 7, dans la couche polymère caoutchouteuse pour empêcher la rotation par rapport à la coupelle lorsqu'on utilise le tampon. La surface intérieure de la coupelle est munie d'un bossage axial peu épais 11 qui appuie contre la surface de travail du tampon qui n'est pas utilisée afin de limiter l'importance de la déformation du tampon dans le support qui peut se produire lorsque le tampon est en service. Le support est adapté pour montage sur une machine de polissage orbitale par un mandrin 12, dépassant du fond du support. Des orifices de ventilation 13 sont prévus à intervalles autour de la coupelle pour permettre une circulation d'air lors de l'utilisation du tampon. Dans le mode de réalisation en variante représenté à la Figure 4, le tampon d'appui a la forme d'une plaque 15 ayant un mandrin 12 par lequel la plaque d'appui peut être fixée à une ponceuse ou polisseuse orbitale. La surface de la plaque d'appui en contact avec le tampon de polissage est munie de parties en saillie 16, conçues pour être en contact avec la surface du tampon de polissage et assurer une résistance suffisante pour empêcher la rotation par rapport au tampon d'appui. Le tampon d'appui a également une tige d'extension positionnée axialement 17, qui passe par un orifice en coopération 18 dans le tampon de polissage. La surface du tampon de polissage est munie d'une surface axiale évidée 20 telle qu'un système de retenue 18 qui coopère avec la tige d'extension 17 pour maintenir le tampon de polissage en place sur le tampon d'appui, s'adapte dans l'évidement. L'évidement est suffisamment profond pour que ni la tige ni le système de retenue ne dépassent au-dessus de la surface du tampon de polissage même au point de compression maximale en service. Dans le mode de réalisation illustré, la tige a un filetage extérieur et le système de retenue a la forme d'un écrou à oreille qui s'adapte sur la tige. Pour utiliser le tampon avec une machine de polissage orbital, le tampon est placé dans le support avec une surface de travail en contact avec le bossage 11, à la base du support et avec les clips 10, logés dans les évidements 7 dans la couche caoutchouteuse intermédiaire 3 du tampon. Ainsi, la seconde surface de travail dépasse du support de telle sorte que la partie du tampon entre la couche intermédiaire et la surface de travail peut être totalement comprimée pour que les fonds des dépressions fassent partie de la surface de travail sans contact du support avec la pièce. Lorsqu'on souhaite travailler avec une mousse ayant les caractéristiques de la mousse constituant la seconde surface de travail, le tampon est simplement retiré du support et inversé. Comme on le verra, la présente invention fournit un tampon de polissage extrêmement polyvalent capable de travailler dans un certain nombre de conditions de polissage différentes par une simple manipulation du tampon et du tampon d'appui. Revendications 1. Tampon de polissage en mousse compressible de façon résiliente comprenant une première et une seconde surfaces de travail principales opposées, ayant chacune une pluralité de dépressions espacées ayant la forme générale de cônes creux tronqués, séparées par des cônes tronqués où les parties supérieures des cônes tronqués se trouvent tous dans le même plan et forment la surface de travail. 2. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités tronquées formant les bases des dépressions et les parties supérieures des cônes tronqués faisant partie de la surface de travail sont arrondies. 3. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 1 caractérisé en ce que la mousse constituant la première surface de travail est différente de la mousse constituant la seconde surface de travail. 4. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 3 caractérisé en ce que la mousse constituant la première surface de travail a une compressibilité différente de celle de la mousse constituant la seconde surface de travail. 5. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 3 qui est formé en contrecollant deux tampons en mousse en utilisant une couche intermédiaire d'un polymère caoutchouteux. 6. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 3 caractérisé en ce que la couche intermédiaire caoutchouteuse est munie de plusieurs évidements espacés. 7. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 1 caractérisé en ce qu'e plusieurs orifices traversent le tampon et relient la première et la seconde surfaces de travail. 8. Tampon de polissage en mousse selon la Revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités tronquées formant les bases des dépressions et les parties supérieures des cônes tronqués faisant partie de la surface de travail sont arrondies. 9. Système de polissage adapté pour utilisation en liaison avec un dispositif de polissage orbital qui comprend : a) un tampon de polissage en mousse compressible de façon résiliente sous forme d'un disque comprenant une première et une seconde surfaces de travail principales opposées, ayant chacune plusieurs dépressions espacées en forme générale de cônes creux tronqués séparées par des cônes tronqués caractérisé en ce que les parties supérieures des cônes tronqués se trouvent toutes dans le même plan et forment la surface de travail ; et b) un tampon d'appui avec lequel le tampon de polissage en mousse est maintenu en contact avec une surface de travail dépassant au-delà du tampon d'appui et la seconde surface de travail en contact avec le tampon d'appui, et c) un système de retenue pour retenir une surface du tampon de polissage en contact amovible avec le tampon d'appui. 10. Système de polissage selon la Revendication 9 caractérisé en ce que les extrémités tronquées formant les bases des dépressions et les parties supérieures des cônes tronqués faisant partie de la surface de travail du tampon de polissage sont arrondies. 11. Système de polissage selon la Revendication 9 caractérisé en ce que le tampon d'appui a la forme d'une coupelle dans laquelle une partie du tampon de polissage est retenue, ladite coupelle étant munie de système de retenue coopérant avec des évidements à la périphérie du tampon de polissage pour limiter le mouvement de rotation par rapport à la coupelle. 12. Système de polissage selon la Revendication 11 caractérisé en ce que la base de la coupelle est munie d'un bossage peu épais qui est en contact avec la surface de travail du tampon en mousse qui se trouve dans la coupelle. 13. Système de polissage selon la Revendication 11 qui est adapté pour se monter sur un dispositif de polissage orbital. 14. Système de polissage selon la Revendication 11 caractérisé en ce que la mousse constituant la première surface de travail du tampon a une compressibilité différente de celle de la mousse constituant la seconde surface de travail du tampon. 15. Système de polissage selon la Revendication 11 caractérisé en ce que le tampon est formé en contrecollant deux tampons en mousse en utilisant une couche intermédiaire d'un polymère caoutchouteux. 16. Système de polissage selon la Revendication 11 caractérisé en ce que la coupelle est munie de plusieurs orifices de ventilation. 17. Système de polissage selon la Revendication 9 caractérisé en ce que le tampon d'appui a la forme d'une plaque ayant une extension de tige axiale, le tampon de polissage a une ouverture positionnée axialement adaptée pour recevoir l'extension de tige et ayant une surface de diamètre supérieur au diamètre de la tige adjacente à chaque surface du tampon de polissage ; et le système de retenue est fixé de façon amovible à l'extrémité de la tige afin de maintenir une surface du tampon de polissage en contact avec la plaque d'appui. 18. Système de polissage selon la Revendication 17 caractérisé en ce que le tampon d'appui est muni d'une série de parties en saillie qui pénètrent dans le tampon de polissage pour limiter le mouvement de rotation du tampon de polissage par rapport au tampon d'appui. 19. Système de polissage selon la Revendication 17 qui est adapté pour être monté sur un dispositif de polissage orbital. 20. Système de polissage selon la Revendication 17 caractérisé en ce que la mousse constituant la première surface de travail du tampon a une compressibilité différente de celle de la mousse constituant la seconde surface de travail du tampon. 21. Système de polissage selon la Revendication 17 caractérisé en ce que le tampon est formé en contrecollant deux tampons en mousse en utilisant une couche intermédiaire d'un polymère caoutchouteux. 22. Système de polissage selon la Revendication 17 caractérisé en ce que le système de retenue comprend un élément fileté coopérant avec un filetage sur l'extension de tige de la plaque d'appui.