Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'invention a pour objet la réalisation d'une machine à peindre
sous-marine.
On a déjà proposé divers appareils d'application de peinture
sur une surface immergée.
FR A 1.567.045 (VAN CAUWENBERGHE et al), demandé le 18 Août
1367, décrit un appareil comprenant deux brosses qui effectuent
des mouvements de translation alternatifs parallèles à la
10 surface à peindre, en sens inverse l'une de l'autre, ces bros-
ses étant logées dans un carter avec des conduits d'alimenta-
tion entre la périphérie de chaque brosse et des râclettes
d'égalisation en matière élastique.
FR A 2.342.875 (INSTITUTE FOR INDUSTRIAL RESEARCH AND
STANDARDS), demandé le 22 Février 1977, décrit un appareil
comprenant des brosses rotatives alimentées en peinture en leur
centre.
20 FR A 2.389.420 (FLANDIN BLETY), demandé le 4 Mai 1977, décrit
un appareil combinant un mouvement rotatif de la brosse
d'application de peinture à un mouvement alternatif de transla-
tion perpendiculaire à la surface à peindre, ce dernier
s'effectuant à une fréquence sous-multiple de la fréquence de
rotation et faisant~passer les touffes de poils à travers des
orifices doseurs ménagés dans une grille qui ferme un carter
logeant la brosse, carter constamment rempli de peinture.
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Ce dernier système procure, grâce au mouvement alternatif de
translation des poils perpendiculaire au subjectile et aux
orifices doseurs, une appIication de la peinture sensiblement
meilleure que dans les systèmes précédents. Cette application
n'est toutefois pas parfaite et le déposant a ultérieurement
prévu, selon FR A 2 462 201 demandé le 3 Août 1979, d'ajouter
une brosse rotative de lissage entourant la brosse d'applica-
tion et tournant en synchronisme avec elle sans subir de mouve-
ment de translation. ~'appareil décrit dans ce dernier brevet
10 comporte en réalité au moins quatre brosses dont les mouvements
sont synchronisés et est relativement complexe. Il présente
l'inconvénient, en pratique rédhibitoire, que le carter a
tendance à se remplir d'un mélange eau-peinture qui empêche
tout dépôt correct de peinture sur le subjectile et que, étant
entraîné en rotation, il ne permet pas aux pochoirs constitués
par les touffes de poils et les orifices doseurs de déposer
correctement leur contenu de peinture à chaque translation.
L'invention a pour objet une machine à peindre sous-marine qui
20 soit de construction simple et fiable et ne présente pas les
inconvénients mentionnés ci-dessus, comportant un dispositif
d'application de peinture à touffes de poils multiples soumis à
un mouvement alternatif de translation perpendiculaire au
subjectile et une brosse rotative de lissage tournant à une
vitesse suffisante pour assurer à elle seule l'adhérence de la
machine.
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Suivant une caractéristigue essentielle de l'invention, l'ali-
mentation en peinture s'effectue, pour chacune des touffes de
poils, en un point situé sensiblement au centre de l'extrémité
non active de celle-ci, la peinture se distribuant radialement
et de facon régulière dans la touffe autour d'un orifice
central d'alimentation et étant guidée par capillarité le long
des poils jusqu'à leur extrémité d'application de la peinture,
sans que les touffes de poils soient immergées dans une chambre
remplie de peinture et passent à travers une grille.
Suivant un mode d'exécution préféré, l'ensemble du dispositif
d'application est monté à rotation libre autour d'un axe
perpendiculaire au subjectile.
~D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'inven-
~ tion, apparaitront clairement à la lumière de la description
,' c l-après,
Au dessin annexé :
La figure~l est une vue en coupe, par I-I de la figure 2,
de la partie immergée d'une machine à peindre conforme à
un mode d'exécution de l'invention
La figure 2 est une vue en plan de dessous de cette
machine ;
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La figure 3 est une vue schématique de dessus d'une
brosse d'application de peinture suivant une variante
préférée ; et
La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne brisée
II-II de la figure 3, montrant les conduits dérivés
d'alimentation d'un couple de touffes de poils.
Les mêmes numéros de référence désignent des éléments homolo-
10 gues aux figures.
La machine comprend essentiellement un groupe motorisé deæurface, non représenté, un mécanisme pulsatoire, un dispositif
d'application et un dispositif de lissage de la peinture.
Le dispositif d'application (figures 1 et 2) est composé d'une
pluralité de touffes de poils ou pinceaux 1, avantageuæement
cylindriques, ayant, par exemple, 30 mm de diamètre et disposés
en couronne dans le mode d'exécution décrit (à titre d'exemple,
20 le diamètre de la couronne est 250 mm). Le support de ces
pinceaux est monté à rotation libre autour d'un axe XX' et de
manière à pouvoir subir une translation alternative le long de
cet axe. Dans le mode d'exécution décrit, il est composé d'une
couronne 2 muni~ de rayons 3, 4, et d'un moyeu 5 prolongé par un
tube distributeur de peinture 6 axé sur XX' et solidaire du
moyeu 5 (vis 51).
13~3~
Ce tube est monté à rotation libre dans un manchon 7 formant
palier, muni à sa base d'une colerette 70 en appui sur la bride
60 dont est elle-même munie la base du tube 6. Les billes 71
roulent à leur base sur un chemin de roulement annulaire de la
pièce 60 et à leur sommet sur un chemin à profil de came de la
pièce 15. Elles sont maintenues à écartement constant par des
trous de la colerette 70, qui est elle-même immobilisée en
rotation et libre e.n translation selon l'axe XX'.
10 La peinture pénètre dans le tube 6 au voisinage de son extrémi-
té supérieure fermée, par des orifices 61, et à sa base, arrive
à travers le moyeu 5 dans les bras tubulaires creux 3-4, et, au
.. moyen de canaux visibles en 100 à la figure 2, dans une chambre
annulaire 10 ménagée dans la couronne 2 à la partie supérieure
des pinceaux, pour descendre dans le canal central 11 formé
- dans la touffe de poils. On n'a pas figuré le raccordement, à
l'intérieur du carter 8 de la machine, entre le coupleur 9 qui
amène la peinture depuis un réservoir que comporte le groupe
motorisé de surface et le conduit souple qui débouche en 90
20 dans une chambre fixe de la pièce 91 formant collecteur de
peinture et dans laquelle les orifices 61 sont immergés. L'ali-
mentation se fait au moyen d'une moto-pompe hydraulique de
circulation de la pein'ure, qui fait également partie du groupe
susvisé.
Le disposltif de lissage est constitué d'une brosse annulaire
12 ayant, par exemple, 400 mm de diamètre extérieur et 55 mm
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d'épaisseur. Cette brosse est solidaire d'un disque d'entraîne-
ment 120 à profil denté.
Une première gorge annulaire inférieure 1200 loge la couronne
de pinceaux 1, tandis qu'une seconde gorge annulaiee supérieure
1201 sert à l'entraînement, sa surface étant dentée pour engre-
ner avec un pignon 13 monté sur l'arbre 141 d'un moteur 14.
Dans le mode d'exécution non limitatif décrit, le moteur 14 est
hydraulique et logé dans le carter 8, dont son arbre 141 fait
10 saillie; 142 désigne un coupleur d'amenée et de retour de
l'huile sous pression. En variante, le moteur pourrait, par
exemple, être électrique.
Le dis~ue 120 entraîne, au moyen de pions d'entraînement 1202,
la came 15 déjà mentionnée. Celle-ci forme un manchon 151 et
une bride inférieure ayant une surface profilée 152 en appui
sur les billes~ 71. Le fond 81 du carter 8 présente, outre
l'ouverture 810 de pa~sage de l'arbre 141, une partie centrale
en forme de manchon complètement ouvert vers le bas (portion
20 811) et muni vers le haut (portion 812) d'une ouverture de
passage de la colerette 7, lequel est monté de manière à
pouvoir coulisser sans tourner dans ladite ouverture.
L'ensemble solidaire constitué par la brosse 12, son disque
d'entraînement 120 et la came 15 tourne autour de l'axe XX', à
une vitesse fixée par le moteur 14 et avantageusement comprise
entre 60 et 80 T/minutes. Le profil de la surface de came est
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tel qu'à chaque révolution, chacune des billes successives soit
soumise à un mouvement alternatif de translation parallèle à
l'axe XX', communiquant ai~nsi un mouvement de translation iden-
tique au tube distributeur 6 et à la couronne 2. Un ressort 17
- est monté entre la surface supérieure fixe de la portion de
manchon 812 et une entretoise de frottement 62 soiidaire de
leur extrémité supérieure et qui entoure l'arbre 6. Une goupil-
le rotative 63 solidaire de l'arbre 6 s'appuie en glissant sur
l'entretoise 62 et le ressort rappelle ainsi l'arbre 6 et les
10 pièces qui en sont solidaires vers le haut de la figure, accom-
pagnant le mouvement des billes roulant sur la came 15. La
colerette 7 est elle-même libre en translation du fait de son
calage entre la came 15 et la bride 60. Une butée de sécurité
64, solidaire de l'arbre 6, empêche la pièce 62 et l'arbre 6 de
s'échapper vers le bas en cas;~de rupture accidentelle de la
--~ pièce 63. Un carter cylindrique interne 16 constitue un élément
de structure démontable qui supporte la pièce 91 et loge les
pièces 62-63-64 et ~a portion supérieure du manchon 812. La
position du disque d'entrainement 120 par rapport au fond fixe
20 81 du carter est fixée au moyen de cales de frottement 1203-
1204.
Un volant circulaire 21 entourant complètement le carter et
fixé à la base de celui-ci au moyen de bras 210 permet la manoeu-
vre de la maohine de façon omnidirectionnelle. En cas de
commande mécanique, la fixation est faite par la pièce 16.
~303a43
A titre d'exemple préféré, il est prévu quatre billes réguliè-
rement distribuées autour de l'axe XX', et la vitesse de rota-
tion du disque d'entra;nement est de 60 T/m, si bien que la
fréquence de pulsation du dispositif d'application de peinture
est de 4 Hz. La double amplitude de la translation pulsatoire
est de S mm. Les plnceaux peuvent être inclinés de 1 à 5 par
rapport à l'axe XX', leur extrémité active étant plus éloignée
de l'axe que leur extrémité opposée. Cette disposition, non
obligatoire, est avantageuse, car elle engendre une légère
10 composante de rotation qui fait que l'ensemble a tendance, en
fonction des frottements, à tourner de manière aléatoire autour
de l'axe XX', ce qui améliore la répartition de la peinture en
réduisant les effets de bord et augmente la longévité du dispo-
sitif en régularisant l'usure des poils. Bien entendu, le
carter 8 est agencé, de manière non figurée, pour qu'une légè-
re flottabilité soit assurée.
Le fonctionnement du dispositif d'application de peinture repo-
se essentiellement sur le fait que l'alimentation des poils en
;~20 peinture s'effectue en une pluralité de points situés à
l'extrémité non active de touffes de poils, dans chacune
;desquelles la peinture se distribue radialement de façon régu-
lière autour de l'orifice central d'alimentation et est guidée
par capillarité le long des poils jusqu'à l'extrémité d'appli-
catlon, ces touffes de poils n'étant pas immergées dans une
chambre remplie de peinture. A condition, bien entendu, de
régler la pression d'injection de la peinture (fournie par la
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1~43
pompe de circulation mentionnée plus haut) à une valeur basse,
qui tiendra compte de son degré de viscosité mais sera tout
juste suffisante pour compenser la perte de cbarge dans les
conduites de la chambre 10, avec, en pratique, une légère
surcharge et un très faible débit réglable en fonction de la
vitesse de déplacement de la machine et de l'épaisseur de pein-
ture désirée, il n'y aura ainsi aucun écoulement de peinture à
partir des pinceaux ou touffes de poils, donc aucun risque de
pollution de l'eau dans laquelle la machine travaille, ce qui
10 est évidemment très important ; on peut considérer que le mode
d'alimentation des poils en peinture fournit ainsi une sorte
d'auto-régulation, qui s'effectue d'autant mieux que l'ensem-
ble des poils ne subit pas d'entrainement forcé en rotation.
C'est la surface du subjectile qui aspire en quelque sorte
exactement la quantité de peinture qui doit l'abreuver. Cette
aspiration est largement facilitée par le mouvement pulsatoire
des pinceaux ; la pression périodiquement exercée sur le film
de peinture provoque un effet de gavage du subjectile qui
absorbe, à chaque surface d'application, plus de peinture que
20 nécessaire, cette peinture étant ensuite étalée sur le reste de
la surface du subjectile par les brosses de lissage. Le mouve-
ment pulsatoire a en outre pour effet de chasser l'eau entre le
subjectile et les touffes de poil. On notera qu'avec une ampli-
tude du mouvement pulsatoire ayant l'ordre de grandeur de la
valeur indiquée ci-dessus, il n'y a pas véritablement décollage
du pinceau et rupture du film. Des variations notables de
viscosité ne perturbent pas le fonctionnement de la machine.
- g _
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On noteea que, grâ~e aux dimenslons du carter et du volant, la
brosse de lissage est visible pour le plongeur, ce qui facilite
l'appréciation de son travail. On notera également que, si sa
vitesse de rotation dépassait notablement 60 T/mn, elle aurait
tendance à arracher la peinture. Par contre, une vitesse de
rotation notablement pIus faible ne permettrait pas d'assurer
l'adhérence de la machine sur le subjectile. Cette adhérence
dans la machine décrite, est uniquement obtenue grâce au fait
que la brosse de lissage referme sur le subjectile un espace
lO circulaire où l'eau est entraînée en rotation, ce qui fournit
la légère dépression nécessaire à l'adhérence.
A la figure 3, on a représenté la brosse d'application de
peinture schématiquement, et la brosse annulaire de lissage est
simplement symbolisée par un cercle en trait mixte 12 qui
représente sa paroi interne. Comme dans le mode d'exécution des
figures 1 et 2, la brosse lisseuse annulaire est entrainée en
rotatlon à une vites3e de 60 T/m par exemple, mais est fixe en
translation perpendiculaire au plan des deux brosses. La brosse
20 d'application est for ée d'une pluralité de touffes de poils
alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de
l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant
radialement autour d'un canal central (11, figure 4) en étant
guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité
active. Elle est montée en rotation libre autour d'un axe qui
se projette en O à la figure 3 et est entrainée, par des moyens
non figurés et qui peuvent être identiques a ceux décrits ci-
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dessus, en mouvement alternatif de translation parallèle à cetaxe, à la fréquence de 4 Hz par exemple. Sa course est par
exemple de l'ordre de 2 m~.
L'alimentation des canaux centraux des touffes s'effectue au
moyen d'un axe creux 6 d'amenée de peinture communiquant à sa
base avec quatre conduits radiaux 31-33 (faisant entre eux un
angle de 120), 34 (faisant avec 33 un angle de 60) et 36
(faisant avec 34 un angle de 120) et avec deux conduits 32 (en
10 dérivation sur 33) et 35 (en dérivation sur 36). Les conduits
31 à 36 sont respectivement raccordés à six conduits radiaux
310-320...360 orientés à 60 l'un par rapport à l'autre. Chacun
des conduits 310 à 360 aboutit à deux conduits dérivés, tels
que 3501 et 3502, alignés entre eux de part et d'autre du point
de bifurcation et incIinés d'un angle qui, dans l'exemple de
réalisation décrit, est égal à 45, par rapport au conduit
radial correspondant tel que 350.
On voit, à la figure 4, que ces conduits dérivés communiquent
20 chacun avec le canal 11 d'une touffe de poils par l'intermé-
diaire d'un canal de liaison tel que 10101 et 10091. Une seule
touffe de poils 1009 a été représentée à la figure 4, mais il
est clair que la pièce 25 à l'intérieur de laquelle les
conduits dérivés 3501-3502 et les canaux de liaison 10091 et
10101 sont définis, assure l'alimentation d'un couple de touf-
fes de poils 1009 et 1010 (figure 3).
~ ` .
~L30315~
A la figure 3, on a représenté un moyeu 5 dont l'axe creux 6 est
solidaire et une collerette 70 qui fait partie d'un manchon,
non figuré t dans lequel l'axe 6 est monté en rotation libre.
On ~oit à la figure 4 que le conduit radial 35 est défini dans
le moyeu 5, mais on n'a pas représenté les pièces de liaison
entre le support de la touffe de poils 1009 et le moyeu 5.
Revenant à la figure 3, on voit que le conduit 310 alimente un
10 couple de touffes 1001-1002, le conduit 320 alimente deux touf-
fes 1003-1004 etc... Les six touffes 1001-1003-1005~1007-1009-
1011 et les six touffes 1002-1004-1006-1008-1010 et 1012
forment deux couronnes concentriques.
Les six touffes de chaque couronne sont uniformément réparties
avec un pas angulaire de 60, tandis que les touffes d'une
couronne sont déca' es angulairement de 30 par rapport à
celles de l'autre.
20 En comparant maintenant le fonctionnement de la brosse selon la
variante des figures 3 et 4 avec celui de la brosse des figures
1 et 2, on peut tenter d'expliquer le fait que la première
forme, de manière a priori surprenante, une distribution de
peinture beaucoup plus uniforme que la seconde sur toute la
surface de la bande peinte, avec toutefois, pour la première,
une couche de peinture légèrement plus faible sur les bords de
la bande : on notera que, pour pallier ce léger défaut, il
~3843
suffit, au passage suivant, de faire empiéter légèrement la
seconde bande sur la première.
Avec la brosse des figures 1 et 2, il est évident que, avec les
dimensions indiquées et une vitesse de déplacement de la brosse
de l'ordre de 40 cm par seconde, les taches de peinture produi-
tes par chaque touffe au cours des périodes de translation
successives de la brosse seront distantes de 10 cm. Comme la
distance entre les deux touffes qui forment des taches sur
10 chacun des rubans de 3 cm de large mentionnés plus haut est de
22 cm pour le ruban diamétral, ce ruban ne sera finalement
couvert que par des couples formés chacun de deux taches en
léger recouvrement, couples séparés les uns des autres par des
distances de 10 cm. Par contre, la couverture en peinture sera
meilleure pour les rubans proches des bords de la bande.
Dans certains cas, la brosse de lissage n'arrivera pas à régu-
lariser complètement la distribution de peinture ainsi obtenue.
20 La rotation libre de la brosse autour de son axe s'effectue de
manière plus ou moins aléatoire, dans un sens ou dans l'autre
et avec une vitesse dont l'expérience montre qu'elle est
comprise entre 0 et 20 T/m, suivant la vitesse de déplacement
du plongeur et de ]a manière dont il appuie la brosse sur le
subjectile (il appuie en général davantage d'un côté que de
l'autre).
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On notera que, pour la vitesse de rotation maximum constatée,
le déplacement angulaire des touffes au cours d'une période de
translation de la brosse est de 30, si bien que la seconde
tache produite par une touffe donnée est nettement décalée
latéralement par rapport à celle avec laquelle elle forme un
couple. Mais ce décalage latéral n'améliore pas la couverture
en peinture : il a simplement pour effet d'éviter une accentua-
tion de l'effet de bord mentionné ci-dessus, qui serait due au
fait que, en l'absence de la rotation, dans certaines direc-
10 tions de déplacement de la machine, les rubans des bords de labande recoivent de la peinture de plus de deux touffes.
Si l'on analyse maintenant le fonctionnement de la brosse des
figures 3 et 4, on s'apercoit qu'il existe trois directions
privilégiées de déplacement de la machine, qui sont sensible-
ment celles définies par les pièces allongées 22, 24 et 26
(inclinées à 60 les unes par rapport aux autres), pour
lesquelles certains rubans seraient peints par quatre touffes
en l'absence de rotation de la brosse. Il s'agit de rubans
20 relativement proches du centre, qui recevraient aussi quatre
couches de peinture, les rubans proches des bords de la bande
peinte n'en recevant qu'une et le ruban central deux. Du fait
de la rotation plus ou moins aléatoire de la brosse, chaque
région élémentaire peinte formée de une à quatre taches circu-
laires se recouvran~ partiellement verra sa surface accrue et
l'on obtiendra finalement une couverture suffisante et suffi-
samment uniforme de la plus grande partie de la surface de la
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bande, quelle que soit la direction de déplacement, pour que la
brosse lisseuse puisse l'égaliser complètement. C'est effecti-
vement le résultat constaté.
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