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(11) | EP 0 219 403 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de traitement de la surface d'un objet avec des particules solides |
| (57) Le dispositif est du type à cuve tournante (1) avec un moyen de fixation de l'objet
à traiter (8) par rapport à la cuve. Pour permettre la mise en place de l'objet à
traiter sans avoir à enlever les particules (20) de la cuve, il est prévu des moyens
pour déplacer l'objet entre une position de chargement et de déchargement, où l'objet
est à l'extérieur de la masse de particules, et une position de travail, où il est
soumis à l'action de ces particules. Application au ponçage et l'égrenage de meubles. |
[0001] La présente invention est relative à un dispositif de traitement de la surface d'un objet avec des particules solides.
[0002] Le traitement de la surface d'un objet avec des particules solides plus ou moins abrasives est connu depuis longtemps, soit pour le décapage soit pour l'amélioration de l'état de surface, par exemple l'obtention d'un aspect mat ou brillant.
[0003] Lorsque l'objet à traiter est métallique, on utilise habituellement la méthode dite "du tonneau" selon laquelle l'objet est placé libre dans une masse de particules contenue dans un récipient et on met ce récipient en mouvement, par exemple par rotation autour d'un axe horizontal ou incliné qui le traverse, de façon à brasser ensemble l'objet et les particules.
[0004] Cette technique n'est pas utilisable si l'objet à traiter est de densité apparente nettement plus faible que la masse de particules, car il tend alors à se placer au-dessus de cette masse.
[0005] Il est connu, dans ce cas, d'immobiliser l'objet par rapport au récipient de façon que les particules solides puissent venir le toucher successivement lors de la rotation du récipient. FR-A-1 057 952 décrit un dispositif comprenant des récipients à axe vertical, dans lesquels on fait descendre les objets portés par une tige coulissante verticale placée au-dessus d'eux. JP-A-5 882 669 décrit un appareillage du même genre, mais où la cuve a un axe incliné de 30 à 45% sur la verticale, son extrémité supérieure étant ouverte et pourvue d'une collerette pour retenir les particules, et où l'objet est maintenu, grâce à une tige coulissante verticale, dans la partie la plus basse du volume du récipient.
[0006] De tels dispositifs ne peuvent pas être transposés pour le traitement d'objets fragiles, tels que des meubles ou parties de meubles, car des problèmes se posent lors de la pénétration de l'objet dans la masse des particules solides; à moins de procéder avec une grande lenteur, il faut une force considérable pour enfoncer l'objet, même si le récipient est en rotation, et l'objet risque d'être endommagé.
[0007] La technique courante consiste à déverser les particules hors du récipient pendant le temps de l'introduction de l'objet, puis à ré-introduire progressivement ces particules dans le récipient, de préférence pendant la rotation de celui-ci. Ces opérations sont lentes et coûteuses.
[0008] Pour en donner une idée, on peut préciser que, pour le traitement d'une carcasse de chaise ou fauteuil, on emploie couramment une masse de billes de verre de l'ordre de 1500 kg.
[0009] Dans la demande DE-A-2 520 399, on a proposé d'utiliser un récipient capable de passer d'une position verticale, où l'objet est au-dessus de la masse de particules, à une position horizontale, où l'objet est partiellement immergé dans la masse. Ce système est encombrant, et l'opération de basculement doit être lente pour ne pas endommager l'objet.
[0010] Dans la demande de brevet EP-A-0 084 483, on a proposé une simplification des opérations de vidage et remplissage du récipient grâce à un récipient auxiliaire, concentrique au récipient principal et solidaire de lui, le récipient auxiliaire communique avec le récipient principal et permet la mise en réserve des particules lors de la mise en place de l'objet à traiter et son enlèvement. Le dispositif présente l'inconvénient d'être encombrant.
[0011] La présente invention a pour but de fournir un dispositif du type indiqué plus haut dans lequel les opérations d'introduction et d'extraction de l'objet à traiter sont simples et rapides, le dispositif étant cependant d'encombrement aussi réduit que possible.
[0012] Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif de traitement de la surface d'un objet par contacts avec des particules solides, comprenant :
- une cuve ayant un axe de symétrie oblique par rapport à l'horizontale autour duquel elle peut tourner, cette cuve étant capable de contenir une quantité de particules solides remplissant ladite cuve sur plus de la moitié de son volume et présentant, à son extrémité axiale supérieure une ouverture de taille suffisante pour permettre le passage d'un objet à traiter, entourée d'une collerette destinée à retenir les particules,
- un support capable de maintenir l'objet à traiter dans une position de travail sensiblement fixe à l'intérieur de la cuve,
- des moyens pour entraîner la cuve en rotation sur son axe, et
- des moyens permettant de déplacer l'objet parallèlement à l'axe entre ladite position de travail et une position de chargement et de déchargement où l'objet est hors de la masse des particules, ces moyens permettant le déplacement de l'objet pendant ladite rotation de la cuve sur son axe,
caractérisé en ce que :
- les moyens pour déplacer l'objet entre la position de travail et la position de chargement et déchargement sont capables de déplacer l'objet parallèlement à l'axe de la cuve, et
- les moyens pour entraîner la cuve en rotation sont conçus pour faire tourner celle-ci à une vitesse telle que des particules solides entraînées par les parois de la cuve tombent en pluie sur l'objet pendant son déplacement vers la position de travail.
[0013] Ainsi, grace au fait que l'objet est introduit obliquement dans la masse des particules et que celle-ci est dépourvue de compacité puisqu'elle tombe en pluie, l'introduction peut se faire rapidement et sans risque.
[0014] De préférence, le support de l'objet comprend une colonne ayant le même axe que la cuve, traversant le fond de la cuve et capable de coulisser axialement à travers le fond de la cuve, cette colonne portant des moyens de serrage de l'objet, et les moyens pour déplacer l'objet sont placés de l'autre côté du fond de la cuve par rapport aux moyens de serrage.
[0015] On remédie ainsi à un autre inconvénient de l'art antérieur, où l'objet à traiter est fixé à un support suspendu au-dessus de la cuve, ce qui gêne les opérations de fixation et d'enlèvement de l'objet et complique la mécanisation éventuelle de ces opérations.
[0016] L'invention va être exposée plus en détail à l'aide d'un exemple pratique illustré à l'aide des figures. Parmi celles-ci :
La figure 1 est une vue en élévation et coupe partielle du dispositif en situation de chargement.
La figure 2 est une vue en coupe du même dispositif en situation de travail.
La figure 3 est une vue agrandie d'une partie des figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue selon la flèche IV de la figure 3.
[0017] L'appareil décrit aux figures est destiné au ponçage et à l'égrenage de sièges en bois, tels que des chaises, fauteuils, tabourets ou éléments de canapés.
[0018] Une cuve 1, de forme cylindrique, est portée par un châssis 2, de façon à pouvoir tourner autour de son axe, celui-ci étant incliné à environ 30° par rapport à l'horizontale. Pour cela, le châssis porte deux séries de rouleaux 3, 3a parallèles à l'axe de la cuve, et disposés de part et d'autre du plan de symétrie vertical de celle-ci. Ces rouleaux supportent la cuve, pendant que d'autres rouleaux 4, d'axe perpendiculaire à celui de la cuve, et disposés au-dessous de celle-ci, empêchent de descendre le long du châssis sous l'effet de son poids. Un moteur 5 entraîne en rotation certains des rouleaux 3, 3a et par conséquent entraîne également en rotation la cuve elle-même, autour de son axe.
[0019] Le fond de la cuve est traversé axialement par un guide tubulaire 6, qui sert de guide à une colonne cylindrique 7 qui fait partie du support de siège et qui peut coulisser à l'intérieur du guide 6.
[0020] A son extrémité supérieure, la colonne 7 avance au-delà du guide 6 et porte un dispositif de maintien d'un siège 8. Ce dispositif comprend un plateau annulaire fixe 9, solidaire de la colonne 7, et un ensemble mobile 10 mù par vérin et susceptible de serrer les traverses du siège entre lui-même et le plateau 9.
[0021] La liaison entre le vérin 11 et le châssis 2 est assurée par une articulation de type classique. L'autre extrémité du vérin est reliée également par une articulation de type classique à un chariot 16 monté sur glissières fixées sur le châssis 2, supportant un dispositif à excentrique relié à la colonne 7, mieux visible sur les figures 3 et 4. Ce dispositif comprend une chape 12 solidaire du chariot 16 et une biellette 17 articulée sur la colonne 7.
[0022] Un axe 14 traverse à la fois la chape 12 et la biellette 17. Il est entraîné en rotation par un moteur 15, par l'intermédiaire d'un accouplement 13. Cet arbre présente au niveau de la biellette 17 une partie excentrique si bien que quand le moteur tourne, il imprime un mouvement oscillant à la colonne 7 par l'intermédiaire de la biellette 17, à une fréquence qui dépend de la vitesse de rotation du moteur. Les oscillations dans le sens de l'axe de la colonne 7 sont transmises à l'objet 8.
[0023] En variante, le mouvement de vibration peut être engendré directement par le vérin 11 en imprimant au fluide de commande de celui-ci des impulsions périodiques.
[0024] A son extrémité opposée, c'est-à-dire à son extrémité supérieure, la cuve n'est que partiellement fermée, elle présente une ouverture circulaire centrale 18, de taille suffisante pour permettre le passage d'un des meubles qu'on désire traiter. Cette ouverture centrale est entourée par une collerette 19, destinée à retenir les billes de verre 20 qui sont contenues dans la cuve et qui sont destinées au traitement désiré. Une hotte d'aspiration 21 sert à capter les poussières s'échappant par l'ouverture 18. Cette hotte est fixe, c'est-à-dire qu'elle n'est pas entrainée en rotation par la cuve 1.
[0025] La figure 1 montre la position de chargement : dans cette position, le vérin 11 est en position d'extension, la colonne 7 est avancée le long de l'axe de la cuve si bien que le dispositif de fixation d'un meuble 8 se trouve à proximité de l'ouverture 18. Dans cette situation, il est facile à un opérateur de mettre en place un meuble entre le plateau 9 et l'ensemble mobile 10, qui est alors reculé pour permettre la mise en place du meuble. Pendant cette opération, la cuve est arrêtée.
[0026] La figure 2 montre l'installation en situation de travail, le vérin 11 est alors en position rétractée, et le siège occupe alors sensiblement le centre de la cuve. On note que, dans la position de chargement, la masse de billes 20 est toujours en place dans celle-ci. Le passage de la position de chargement à la position de travail se fait cependant sans difficulté à condition de déplacer progressivement le meuble vers l'intérieur de la cuve à l'aide du vérin 11, pendant que la cuve, et par conséquent les billes 20, sont en mouvement. Ces dernières sont entrainées par la cuve en rotation, elles retombent en pluie dans celle-ci, notamment sur l'objet à traiter. Le travail de traitement de surface commence donc avant même la fin du déplacement vers la position de travail. Sur la figure 2, on a représenté par une ligne horizontale le niveau supérieur de la masse de billes 20. Il convient de noter que, pendant le travail, il n'y a pas de position stable de la surface libre de la masse de billes, celles-ci agissant sur toutes les parties du meuble contrairement à ce qu'on pourrait croire en observant la figure 2 .
[0027] L'inclinaison de l'axe de la cuve n'est pas critique, cependant si cette inclinaison est trop faible, il faudra donner à la cuve une longueur plus grande pour éviter que les billes ne s'échappent en passant par dessus la collerette 19. Si au contraire, on donne à l'axe de la cuve une inclinaison trop forte, les parties du meuble qui seront situées près du fond risquent d'avoir un traitement trop énergique par comparaison aux parties du meuble situées du côté opposé. Les essais ont montré qu'une inclinaison de l'ordre de 30°, pour des meubles tels que les chaises, fauteuils, tabourets ou éléments de canapés est convenable. En ce qui concerne la vibration dans le sens parallèle à l'axe, on a constaté qu'une fréquence de l'ordre de 15 Hz avec une amplitude d'environ 5 mm est convenable. La cuve tourne sur elle-même avec une vitesse de rotation de l'ordre de 15 tours/minute avec inversion du sens de rotation au bout d'un intervalle de une à deux minutes et demie. On a observé que cette vitesse, qui assure que les billes retombent bien en pluie sur l'objet à traiter, est la plus adaptée à la taille de la cuve et à la nature des particules. L'adaptation des conditions à chaque cas est à la portée de l'homme de métier. Une vitesse trop faible déplace les grains de façon insuffisante alors qu'une vitesse trop grande les plaques contre les parois par l'effet de la force centrifuge. On a constaté que le dispositif selon l'invention fournit des résultats de bonne qualité, qu'il est facile à charger avec un minimum de perte de temps, et un minimum de fatigue. On notera également que la simplicité des opérations de mise en place, et notamment le fait qu'il n'y a pas de porte à ouvrir pour introduire le meuble dans la cuve permettent une automatisation facile de ces opérations. Dans ce cas, un bras de robot introduit le meuble sur la cuve et des contacts actionnent les pièces de serrage une fois que le meuble est mis en position.
- une cuve (1) ayant un axe de symétrie oblique par rapport à l'horizontale autour duquel elle peut tourner, cette cuve étant capable de contenir une quantité de particules solides remplissant ladite cuve sur plus de la moitié de son volume et présentant, à son extrémité axiale supérieure, une ouverture (18) de taille suffisante pour permettre le passage d'un objet à traiter, entourée d'une collerette (19) destinée à retenir les particules,
- un support (7, 9, 12) capable de maintenir l'objet (8) à traiter dans une position de travail sensiblement fixe à l'intérieur de la cuve,
- des moyens pour entraîner la cuve en rotation sur son axe,
- des moyens (11) pour déplacer l'objet entre ladite position de travail et une position de chargement et déchargement, où l'objet est à l'extérieur de la masse de particules, ces moyens permettant le déplacement de l'objet depuis la position de chargement et déchargement jusqu'à la position de travail pendant la rotation de la cuve sur son axe,
caractérisé en ce que :
- les moyens (11) pour déplacer l'objet entre la position de travail et la position de chargement et déchargement sont capablesde déplacer l'objet parallèlement à l'axe de la cuve, et
- les moyens pour entraîner la cuve en rotation sont conçus pour faire tourner celle-ci à une vitesse telle que des particules solides entrainées par les parois de la cuve tombent en pluie sur l'objet pendant son déplacement vers la position de travail.