Brevet FR3049885A1 — publié le 20171013

Outil de travail comprenant une tête de travail articulée à une extrémité d'un bras Domaine technique et état de l'art L'invention concerne un outil de travail comprenant une tête de travail articulée à une extrémité aval d'un bras. La tête de travail est par exemple une tête de ponçage ou une tête apte à découper ou décoller une couche de matière sur une surface périphérique d'une paroi à traiter. L'invention est particulièrement intéressante pour la décontamination de parois par décapage car elle permet un retrait de produits toxiques, tels que l'amiante ou le plomb, par un opérateur pilotant le bras robotisé à distance : le travail est moins pénible, moins dangereux, la santé de l'opérateur est préservée et l'environnement est protégé. Dans le domaine du ponçage de grandes surfaces telles que des murs ou des plafonds, on connaît notamment un outil communément appelé ponceuse girafe, comprenant une tête de ponçage articulée à l'extrémité d'un bras porté par un opérateur. L'inconvénient d'un tel outil est la pénibilité du travail pour l'opérateur qui le porte. On connaît également un outil comprenant une tête de ponçage montée sur rails et susceptible d'être déplacée en translation selon deux ou trois directions pour être déplacée sur une paroi plane par un porte-outil se déplaçant sur le sol. Un tel outil est efficace pour nettoyer, décaper de grandes surfaces planes, à l'intérieur d'un bâtiment où le sol sur lequel le porte-outil se déplace est parfaitement plan. Mais l'outil ne permet pas de décaper efficacement une paroi, par un enlèvement de matière d'épaisseur parfaitement régulière si le sol sur lequel se déplace le porte-outil présente des aspérités, comme c'est le cas bien souvent à l'intérieur des locaux industriels, ou même à l'extérieur d'un bâtiment. Description de l'invention L'invention propose un nouvel outil de travail particulièrement efficace, y compris pour une utilisation sur des sols irréguliers. A cet effet, l'invention propose un nouvel outil de travail comprenant un premier bras et un deuxième bras aboutés, une tête de travail étant articulée à une extrémité aval du deuxième bras et une extrémité amont du premier bras étant terminée par un moyen de connexion à un porte-outil, le deuxième bras étant monté rotatif par rapport au premier bras selon un axe longitudinal commun au premier bras et au deuxième bras. La rotation du deuxième bras par rapport au premier bras fait que une rotation non souhaitée du premier bras provoquée par une irrégularité du sol n'est pas transmise au deuxième bras portant la tête de travail. Ainsi, l'articulation entre le premier et le deuxième bras permet de compenser les irrégularités du sol, et évite tout écart non souhaité de la tête de travail sur la paroi à traiter. La tête de travail a ainsi une action parfaitement régulière sur la paroi à traiter, quel que soit l'état du sol sur lequel se déplace le porte-outil. 3049885 2 Selon un mode de réalisation, le deuxième bras est en rotation libre de -20° à +20° par rapport au premier bras. Ainsi, l'outil selon l'invention peut compenser une inclinaison du porteur sur une plage de -20° à 20°, inclinaison liée aux irrégularités du sol. Selon un mode de mise en oeuvre, au niveau de la zone d'aboutement du premier bras et du deuxième bras : 5 - une extrémité d'un des deux bras est une extrémité femelle tubulaire et une extrémité de l'autre des deux bras est une extrémité mâle cylindrique apte à coopérer avec l'extrémité femelle, - l'une des extrémités mâle ou femelle comprend un perçage de section circulaire et d'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal et l'autre des extrémités mâle ou femelle comprend un perçage de section oblongue et d'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal, et 10 - un élément d'assemblage positionné à l'intérieur des perçages des extrémités mâle et femelle empêche toute translation du deuxième bras par rapport au premier bras et autorise une rotation du deuxième bras par rapport au premier bras selon l'axe longitudinal selon une plage angulaire définie par une longueur de la section oblongue du perçage de l'un des deux bras. Ce mode de réalisation permet d'obtenir une zone d'aboutement robuste, propre à amortir les secousses du porte- 15 outil et / ou de la tête de travail. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples de mise en oeuvre d'un outil de travail selon l'invention. Ces exemples sont 20 donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues en perspective avec coupe partielle d'un outil selon l'invention, - la figure 3 est une vue de détails d'éléments de l'outil représenté sur les figures 1-2. Description d'un mode de réalisation de l'invention 25 Comme dit précédemment, l'invention concerne un outil de travail comportant - un premier bras 11 et un deuxième bras 12 aboutés, - une tête de travail 20 articulée à une extrémité aval 12a du deuxième bras et - un moyen de connexion 30 prolongeant une extrémité amont 11a du premier bras. La tête de travail 20 est dans l'exemple représenté une tête ponceuse ou raboteuse, apte à décoller une couche de 30 matériau de quelques millimètres à quelques centimètres en surface d'une paroi sensiblement plane. 3049885 3 La tête ponceuse est ici une tête à disque rotatif comprenant : - un cadre support 21 articulé à l'extrémité du deuxième bras 12, - un plateau support 24 sur lequel est fixé un moteur 25 d'entraînement ; le plateau support est solidarisé au cadre support par des ressorts d'appui (4 ressorts 26 ici), 5 - un plateau de travail 27, monté rotatif par rapport au plateau support 24 selon un quatrième axe E perpendiculaire aux plateaux ; le plateau rotatif est entraîné par le moteur 25 porté par le plateau support - fixé sur le plateau rotatif, au moins un élément abrasif 28, tel qu'un disque en matériau abrasif, un couteau, un racloir, une lame de rabot, etc. ; sur les figures, 3 segments abrasifs sont représentés. Le cadre support 21 est dans l'exemple réalisé en tube de section carrée et a une forme générale sensiblement 10 triangulaire ; au cadre 21 sont fixés une pluralité de pieds, trois pieds ici ; à l'extrémité libre de chaque pied, une bille 23 est solidarisée au pied par une liaison rotule. Les billes 23 servent d'entretoise en imposant la distance entre le cadre support 21 et la surface de la paroi à traiter. Les billes étant en liaison rotule avec le cadre support, elles roulent sans glisser le long de la paroi à traiter lorsque le bras et la tête de travail sont déplacés. Le plateau support 24 a dans l'exemple de la figure 4 une forme de cloche, comprenant un fond et une paroi 15 latérale ; le fond sert de support au moteur 25 ; la paroi latérale empêche toute projectionnon souhaitée des matériaux arrachés à la paroi à traiter par les éléments abrasifs 28. Également, de manière connue en soi, il peut être prévu un système d'aspiration (non représenté) et de récupération des poussières et résidus décollés de la paroi traitée. A cet effet, une bouche d'aspiration (non représentée) peut être prévue débouchant sous ou dans le plateau support en forme de cloche pour connecter le 20 système d'aspiration à la tête de travail. L'outil selon l'invention représenté sur les figures comprend un premier bras 11 et un deuxième bras 12 aboutés ; la tête de travail 20 est articulée à une extrémité aval 12a du deuxième bras 12 et une extrémité amont 11a du premier bras 11 est reliée à un moyen de connexion 30 à un porte-outil (non représenté) ; le deuxième bras 12 est monté en rotation libre par rapport au premier bras 11 selon un axe longitudinal C commun au premier bras et au 25 deuxième bras. Au niveau de la zone d'aboutement du premier bras et du deuxième bras : - l'extrémité 12b du deuxième bras est une extrémité femelle tubulaire et l'extrémité 11b du premier bras est une extrémité mâle cylindrique apte à coopérer avec l'extrémité femelle ; - l'extrémité femelle 12b comprend un perçage 12c de section circulaire, ici de diamètre 10 mm ; le perçage 30 passe par l'axe longitudinal et a un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du deuxième bras ; - l'extrémité mâle comprend un perçage 11c de section oblongue ; le perçage 11c passe par l'axe longitudinal et a un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du deuxième bras ; - un élément d'assemblage 13 tel qu'un axe (ici de diamètre 10 mm) ou un boulon est positionné à l'intérieur des perçages 11c, 12c des extrémités mâle et femelle ; il peut être maintenu en position selon le cas par une goupille, par un écrou ou tout autre élément d'assemblage de même fonction ; l'élément d'assemblage 13 3049885 4 empêche toute translation du deuxième bras par rapport au premier bras et autorise seulement une rotation du deuxième bras par rapport au premier bras selon l'axe longitudinal selon une plage angulaire définie par une longueur de la section oblongue du perçage de l'extrémité mâle du premier bras. Dans l'exemple pratique représenté, le perçage de section oblongue est réalisé par deux perçages circulaires (ici de 5 diamètre 10 mm) adjacents se recoupant partiellement et passant par l'axe longitudinal ; les axes des deux perçages sont dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal, ils se coupent sur l'axe longitudinal et forment ensemble un angle d'environ 40°. Ainsi, le deuxième bras peut tourner librement de -20° à +20° par rapport au premier bras. Comme on l'a vu précédemment, un bras en deux parties (ou deux bras 11, 12) en rotation l'une par rapport à l'autre permet de compenser les irrégularités du sol sur lequel se déplace le porte-outil auquel est fixé le 10 bras. Dans l'exemple représenté, le premier bras est terminé par une extrémité mâle et le deuxième bras est terminé par une extrémité femelle. L'inverse est bien sûr possible. De la même façon, dans l'exemple représenté, l'extrémité mâle est percée d'un perçage oblongue et l'extrémité femelle est percée d'un perçage circulaire. L'inverse est bien sûr possible. 15 La longueur du premier bras plus la longueur du deuxième bras est choisie en fonction notamment des dimensions du porte-outil et des dimensions des parois à traiter. Dans l'exemple des figures 1-2, la longueur du deuxième bras est petite par rapport à la longueur du premier bras. Mais la longueur de chaque bras importe peu en pratique. La longueur du premier bras doit simplement être suffisante pour permettre l'accrochage du moyen élastique (ressort 31) sur le bras. La longueur du deuxième bras peut être réduite à quelques centimètres. 20 Le moyen de connexion 30 à l'extrémité amont du premier bras 11 permet de fixer l'outil sur le porte-outil. Le premier bras 11 est monté rotatif par rapport au moyen de connexion 30 selon un premier axe de rotation B perpendiculaire à l'axe longitudinal C du bras. Le premier bras 11 est entraîné en rotation selon le premier axe de rotation par un moyen élastique (ressort 31) solidaire du moyen de connexion et du premier bras ; dans l'exemple représenté, le moyen élastique travaille en compression pour repousser le premier bras. Le moyen élastique est ici 25 un ressort 31 ; un vérin à gaz peut également être utilisé. Le moyen élastique va plaquer la tête de travail 20 sur la paroi à traiter, ici en écartant le bras 11 du moyen de fixation 32, 33. Dans l'exemple représenté, le moyen de connexion 30 présente une articulation additionnelle, qui permet d'orienter la tête de travail 20 en direction de la paroi à traiter, selon le cas un plafond, un sol, un mur à gauche ou à droite du porte-outil. Pour cela, le moyen de connexion au porte-outil comprend une platine de fixation 32 adaptée 30 à être solidarisée au porte-outil et une platine support 33 du premier bras 11 ; le premier bras 11 est monté rotatif par rapport à la platine support 33 selon le premier axe de rotation B et la platine support 33 est montée rotative par rapport à la platine de fixation 32 selon un deuxième axe de rotation A ; le deuxième axe A est ici perpendiculaire au premier axe de rotation B. La platine support est tournée manuellement par rapport à la platine de fixation, et un moyen de verrouillage est prévu pour verrouiller la platine support 33 par rapport à la platine de 3049885 5 fixation 32 de sorte que la platine support fasse un angle de -90°, 0° ou 90° ; la tête de travail est ainsi positionnée selon le cas en direction d'une paroi à gauche du porte-outil, d'un sol ou d'une paroi à droite du porte-outil. Enfin, la tête de travail 20 est articulée à l'extrémité aval 12a du deuxième bras par une liaison pivot selon un troisième axe D perpendiculaire à l'axe longitudinal C du deuxième bras (figures 1-2), ou bien par une liaison rotule 5 (non représentée). L'articulation libre entre le deuxième bras 12 et la tête de travail 20 permet de bien plaquer la tête de travail contre la paroi à traiter, en suivant les éventuelles irrégularités de la paroi à traiter lors du déplacement de la tête de travail le long de la paroi à traiter. L'utilisation d'une liaison pivot à un degré de liberté permet d'assurer cette fonction. L'utilisation d'une liaison rotule apporte un degré de liberté additionnel au niveau de la tête de travail, intéressant pour prendre en compte des irrégularités de surface de plus grande ampleur. 10 L'outil selon l'invention est utilisé de la manière suivante. La platine de fixation 32 du moyen de connexion est arrimée sur le porte-outil positionné à côté de la paroi à traiter. En fonction de l'orientation de la paroi à traiter, plafond, mur ou sol, la platine support 33 est orientée selon un angle de -90°, 0° ou 90° par rapport à la platine de fixation. Le vérin 31 de compensation écarte les bras 11, 12 aboutés de la platine support 33 de sorte à plaquer la 15 tête de travail 20 contre la paroi à traiter. Sous le cadre support 21, les ressorts 26 repoussent le plateau support 24 et le plateau de travail 27 vers la paroi à traiter de sorte que les segments 28 abrasifs viennent en appui sur la paroi à traiter et restent en permanence en appui sur la dite paroi pendant le déplacement du porte-outil. Les billes 23 à l'extrémité libre des pieds du cadre support 21 fixent la distance entre le plateau de travail 27 et la surface de la paroi à traiter et garantissent que le plateau de travail 27 reste bien parallèle à la paroi à traiter. L'opérateur pilote à 20 distance la vitesse de rotation du moteur 25 entraînant le plateau de travail, ainsi que le déplacement du porte- outil. Lorsque le porte-outil est déplacé parallèlement à la paroi à traiter, la tête de travail 20 arase sur la paroi une bande horizontale de largeur sensiblement égale au diamètre du plateau de travail. Lorsque le porte-outil est déplacé perpendiculairement à la paroi à traiter, la tête arase une bande verticale de même largeur. Sur la paroi traitée, l'épaisseur de matériau enlevé est fonction de la vitesse de rotation du plateau de travail et de la vitesse de 25 déplacement du porte-outil. 3049885 6 NOMENCLATURE 11 premier bras 11a extrémité amont du premier bras 11b extrémité d'aboutement du deuxième bras 5 11c perçage de section oblongue 12 deuxième bras 12a extrémité aval du deuxième bras 12b extrémité d'aboutement du deuxième bras 12c perçage de section circulaire 10 13 élément d'assemblage 20 tête de travail 21 cadre support 15 23 billes 24 plateau support 25 moteur 26 ressorts 27 plateau de travail 20 28 éléments abrasifs 30 moyen de connexion 31 moyen élastique 32 platine de fixation 25 33 platine support A deuxième axe de rotation de la platine support par rapport à la platine de fixation B premier axe de rotation du premier bras par rapport au moyen de connexion C axe longitudinal de rotation du deuxième bras par rapport au premier bras 30 D troisième axe de rotation de la tête de travail par rapport au deuxième brans E quatrième axe de rotation du plateau de travail REVENDICATIONS1. Outil de travail comprenant un premier bras (11) et un deuxième bras (12) aboutés, une tête de travail (20) étant articulée à une extrémité aval (12a) du deuxième bras et une extrémité amont (11a) du premier bras étant terminée par un moyen de connexion (30) à un porte-outil, le deuxième bras étant monté rotatif par rapport au premier bras selon un axe longitudinal (C) commun au premier bras et au deuxième bras. 2. Outil selon la revendication 1 dans lequel le deuxième bras (12) est en rotation libre de -20° à +20° par rapport au premier bras (11). 3. Outil selon la revendication 2 dans lequel, au niveau d'une zone d'aboutement du premier bras et du deuxième bras : - une extrémité (12b) d'un (12) des deux bras (11, 12) est une extrémité femelle tubulaire et une extrémité (11a) de l'autre (11) des deux bras (11, 12) est une extrémité mâle cylindrique apte à coopérer avec l'extrémité femelle, - l'une des extrémités mâle ou femelle comprend un perçage (12c) de section circulaire et d'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (C) et l'autre des extrémités mâle ou femelle comprend un perçage (11c) de section oblongue et d'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal, et - un élément d'assemblage (13) positionné à l'intérieur des perçages (11c, 12c) des extrémités mâle et femelle empêche toute translation du deuxième bras (12) par rapport au premier bras (11) et autorise une rotation du deuxième bras par rapport au premier bras selon l'axe longitudinal (C) selon une plage angulaire définie par une longueur de la section oblongue du perçage de l'un des deux bras. 4. Outil selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier bras (11) est monté rotatif par rapport au moyen de connexion (30) selon un premier axe de rotation (B) perpendiculaire à l'axe longitudinal (C). 5. Outil selon la revendication 4 dans lequel le premier bras (11) est entraîné en rotation selon le premier axe de rotation (B) par un moyen élastique (31) solidaire du moyen de connexion et du premier bras, le moyen élastique travaillant en compression pour repousser le premier bras. 6. Outil selon la revendication 5 dans lequel le moyen élastique est un ressort ou un vérin à gaz (31). 7. Outil selon l'une des revendications précédentes dans lequel le moyen de connexion au porte-outil comprend une platine de fixation (32) adaptée à être solidarisée au porte-outil et une platine support (33) du premier bras, le premier bras (11) étant monté rotatif par rapport à la platine support (33) selon le premier axe de rotation (B), la platine support (33) étant montée rotative par rapport à la platine de fixation (32) selon un deuxième axe de rotation (A) . 3049885 s 8. Outil selon la revendication 7 comprenant également un moyen de verrouillage de la platine support par rapport à la platine de fixation de sorte que la platine support et la platine de verrouillage forment ensemble un angle de -90°, 0° ou 90°.. 9. Outil selon l'une des revendications précédentes dans lequel la tête de travail (20) est articulée à l'extrémité aval 5 (12a) du deuxième bras (12) par une liaison rotule ou une liaison pivot selon un troisième axe (D) perpendiculaire à l'axe longitudinal du deuxième bras. 10. Outil selon l'une des revendications précédentes dans lequel la tête de travail (20) comprend : - un cadre support (21) articulé à l'extrémité du deuxième bras (12), - un plateau support (24) sur lequel est fixé un moteur (25) d'entraînement, le plateau support étant solidarisé 10 au cadre support (21) par des ressorts d'appui (26), - un plateau de travail (27) monté rotatif par rapport au plateau support (24) selon un axe perpendiculaire aux plateaux, le plateau rotatif étant entraîné par le moteur porté par le plateau support, et - fixé sur le plateau rotatif, au moins un élément (27) abrasif ou coupant.