Machine à peindre sous-marine comportant un dispositif d'application de la peinture à mouvement pulsatoire associé à un dispositif rotatif de lissage.
MACHINE A PEINDRE SOUS-MARINE COMPORTANT UN DISPOSITIFD'APPLICATION DE LA PEINTURE A MOUVEMENT PULSATOIRE ASSOCIEA UN DISPOSITIF ROTATIF DE LISSAGE.
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.
<EMI ID=1.1>
1967, décrit un appareil comprenant deux brosses qui effectuent des mouvements de translation alternatifs parallèles à la surface à peindre, en sens inverse l'une de l'autre, ces brosses étant logées dans un carter avec des conduits d'alimentation entre la périphérie de chaque brosse et des raclettes 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.
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 translation 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.
Ce dernier système procure, grâce au mouvement alternatif de translation des poils perpendiculaire au subjectile et aux orifices doseurs, une application 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 79 19938 demandé le 3 Août
1979, d'ajouter une brosse rotative de lissage entourant la brosse d'application et tournant- en synchronisme avec elle sans subir de mouvement de translation. L'appareil décrit dans ce dernier brevet 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 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.
Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, l'alimentation 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 façon 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'invention, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après,
Au dessin annexé :
La figure 1 est une vue en coupe, par 1-1 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 ; 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 homologues aux figures.
La machine comprend essentiellement un groupe motorisé de surface, non représenté, un mécanisme pulsatoire, un dispo-sitif 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, avantageusement cylindriques, ayant, par exemple, 30 mm de diamètre et disposés en couronne dans le mode d'exécution décrit (à titre d'exemple, 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 munie 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) .
Ce tube est monté à rotation libre dans un manchon 7 forcent 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 coleretL� 70, qui est elle-même immobilisée en rotation et libre en translation selon l'axe XX'.
La peinture pénètre dans le tube 6 au voisinage de son extrémité 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 dans une chambre fixe de la pièce 91 formant collecteur de peinture et dans laquelle les orifices 61 sont immergés. L'alimentation se fait au moyen d'une moto-pompe hydraulique de circulation de la peinture, qui fait également partie du groupe susvisé.
Le dispositif de lissage est constitué d'une brosse annulaire 12 ayant, par exemple, 400 mm de diamètre extérieur et
55 mm d'épaisseur. Cette brosse est solidaire d'un disque d'entraînement 120 à profil denté.
Une première gorge annulaire inférieure 1200 loge la couronne de pinceaux 1, tandis qu'une seconde gorge annulaire supérieure 1201 sert à l'entraînement, sa surface étant dentée pour engrener 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 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 disque 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 passage de l'arbre 141, une partie centrale en forme de manchon complètement ouvert vers le bas
(portion 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 tel qu'à chaque révolution, chacune des billes successives soit soumise à un mouvement alternatif de translation parallèle à l'axe XX', communiquant ainsi un mouvement de translation identique au tube distributeur 6 et à la couronne 2. Un ressort 17 est monté entre la surface supé-rieure fixe de la portion de manchon 812 et une entretoise de frottement 62 solidaire de leur extrémité supérieure et qui entoure l'arbre 6.
Une goupille 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 pièces qui en sont solidaires vers le haut de la figure, accompagnant 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 la portion supérieure du manchon
812. La position du disque d'entraînement 120 par rapport au fond fixe 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 man�uvre de la machine de façon omnidirectionnelle. En cas de commande mécanique, la fixation est faite par la pièce
16.
A titre d'exemple préféré, il est prévu quatre billes régulièrement distribuées autour de l'axe XX', et la vitesse de rotation du disque d'entraînement 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 5 mm. Les pinceaux peuvent être inclinés de 1 à 5[deg.] 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 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 dispositif en régularisant l'usure des poils.
Bien entendu, le carter 8 est agencé, de manière non figurée, pour qu'une légère flottabilité soit assurée.
Le fonctionnement du dispositif d'application de peinture repose essentiellement sur le fait que l'alimentation des poils en 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 régulière autour de l'orifice central d'alimentation et est guidée par capillarité le long des poils jusqu'à l'extrémité d'application, 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 pompe de circulation mentionnée plus haut) à une valeur basse, qui Liendra compte de son degré de viscosité mais sera tout juste suffisante pour compenser la perte de charge 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 peinture 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 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'ensemble des poils ne subit pas d'entraînement 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 nécessaire, cette peinture étant ensuite étalée sur le reste de la surface du subjectile par les brosses de lissage. Le mouvement pulsatoire a en outre pour effet de chasser l'eau entre le subjectile et les touffes de poil.
On notera qu'avec une amplitude 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.
On notera que, grâce aux dimensions 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 plus 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
<EMI ID=2.1>
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
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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 entraînée en rotation à une vitesse de 60 T/m par exemple, mais est fixe en translation perpendiculaire au plan des deux brosses. La brosse d'application est formée 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 0 à la figure 3 et est entraînée, par des moyens non figurés et qui peuvent être identiques à ceux décrits ci-dessus, en mouvement alternatif de translation parallèle à cet axe, à la fréquence de 4 Hz par exemple. Sa course est par exemple de l'ordre de 2 mm.
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[deg.]), 34 (faisant avec 33 un angle de 60[deg.]) et 36 (faisant avec 34 un angle de 120[deg.]) et avec deux conduits 32 (en 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[deg.] 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 inclinés d'un angle qui, dans l'exemple de réalisation décrit, est égal à 45[deg.], par rapport au conduit radial correspondant tel que 350.
On voit, à la figure 4, que ces conduits dérivés communiquent chacun avec le canal 11 d'une touffe de poils par l'intermédiaire 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 touffes de poils 1009 et 1010 (figure 3).
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, dans lequel l'axe 6 est monté en rotation libre.
On voit 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 couple de touffes 1001-1002, le conduit 320 alimente deux touffes 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[deg.], tandis que les touffes d'une couronne sont décalées angulairement de 30[deg.] par rapport à celles de l'autre.
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 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 produites 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 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 régulariser complètement la distribution de peinture ainsi obtenue.
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 la manière dont il appuie la brosse sur le subjectile (il appuie en général davantage d'un côté que de l'autre).
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[deg.], 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 accentuation de l'effet de bord mentionné cidessus, qui serait due au fait que, en l'absence de la rotation, dans certaines directions de déplacement de la machine, les rubans des bords de la bande reçoivent 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'aperçoit qu'il existe trois directions privilégiées de déplacement de la machine, qui sont sensiblement celles définies par les pièces allongées 22, 24 et 26 (inclinées à 60[deg.] 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 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 circulaires se recouvrant partiellement verra sa surface accrue et l'on obtiendra finalement une couverture suffisante et suffisamment uniforme de la plus grande partie de la surface de la bande, quelle que soit la direc-tion de déplacement, pour que la brosse lisseuse-puisse l'égaliser complètement. C'est effectivement le résultat constaté.
Revendications de brevet.
1. Machine à peindre sous-marine comportant une brosse d'application (1-3) de la peinture sur le subjectile en mouvement alternatif de translation, coopérant avec une brosse rotative de lissage (12) d'axe (XX') parallèle à la direction de translation,
caractérisée en ce que la brosse d'application est formée d'une pluralité de touffes de poils (1) alimentées chacune en un point sensiblement situé au centre de l'extrémité non active des poils, la peinture se distribuant radialement et de façon régulière dans chaque touffe autour d'un canal central (11) et étant guidée par capillarité le long des poils jusqu'à leur extrémité active, sans que les touffes soient immergées dans une chambre remplie de peinture et passent à travers une grille.
Underwater painting machine comprising a device for applying pulsating paint associated with a rotary smoothing device.
UNDERWATER PAINTING MACHINE COMPRISING A PULSATORY PAINT APPLICATION DEVICE ASSOCIATED WITH A ROTATING SMOOTHING DEVICE.
The subject of the invention is the production of an underwater painting machine.
Various devices for applying paint to a submerged surface have already been proposed.
<EMI ID = 1.1>
1967, describes an apparatus comprising two brushes which perform reciprocating translational movements parallel to the surface to be painted, in opposite directions to one another, these brushes being housed in a casing with supply conduits between the periphery of each brush and elastic scraper blades.
FR A 2,342,875 (INSTITUTE FOR INDUSTRIAL RESEARCH AND STANDARDS), requested on February 22, 1977, describes an apparatus comprising rotary brushes supplied with paint at their center.
FR A 2,389,420 (FLANDIN BLETY), requested on May 4, 1977, describes an apparatus combining a rotary movement of the paint application brush with an alternative movement of translation perpendicular to the surface to be painted, the latter taking place at a frequency submultiple of the frequency of rotation and passing the tufts of hair through metering orifices provided in a grid which closes a housing housing the brush, housing constantly filled with paint.
This latter system provides, thanks to the reciprocating movement of translation of the bristles perpendicular to the substrate and to the metering orifices, a significantly better application of the paint than in the previous systems. This application is however not perfect and the depositor has subsequently planned, according to FR A 79 19938 requested on August 3
1979, to add a rotary smoothing brush surrounding the application brush and rotating in synchronism with it without undergoing any translational movement. The apparatus described in this latter patent actually comprises at least four brushes whose movements are synchronized and is relatively complex.
It has the drawback, in prohibitive practice, that the casing tends to fill with a water-paint mixture which prevents any correct deposition of paint on the substrate and that, being driven in rotation, it does not allow the stencils formed by the tufts of hair and the metering orifices to correctly deposit their paint content with each translation.
The subject of the invention is an underwater painting machine which is simple and reliable in construction and does not have the drawbacks mentioned above, comprising a device for applying paint with tufts of multiple hairs subjected to an alternating movement of translation perpendicular to the substrate and a rotary smoothing brush rotating at a speed sufficient to ensure the adhesion of the machine.
According to an essential characteristic of the invention, the supply of paint takes place, for each of the tufts of hair, at a point situated substantially in the center of the non-active end thereof, the paint distributing radially and of in a regular manner in the tuft around a central supply orifice and being guided by capillary action along the bristles to their end of application of the paint, without the tufts of bristles being immersed in a chamber filled with paint and pass through a grid.
According to a preferred embodiment, the entire application device is mounted to rotate freely about an axis perpendicular to the substrate.
Other particularities, as well as the advantages of the invention, will become clear in the light of the description below,
In the attached drawing:
Figure 1 is a sectional view, through 1-1 of Figure 2, of the submerged part of a painting machine according to an embodiment of the invention; Figure 2 is a bottom plan view of this machine; Figure 3 is a schematic top view of a paint application brush according to a preferred embodiment; and Figure 4 is a sectional view along the broken line II-II of Figure 3, showing the conduits derived from supplying a couple of tufts of bristles.
The same reference numerals designate elements homologous to the figures.
The machine essentially comprises a motorized surface group, not shown, a pulsating mechanism, an application device and a device for smoothing the paint.
The application device (Figures 1 and 2) is composed of a plurality of tufts of bristles or brushes 1, advantageously cylindrical, having, for example, 30 mm in diameter and arranged in a crown in the embodiment described (to As an example, the diameter of the crown is 250 mm). The support of these brushes is mounted for free rotation about an axis XX 'and so as to be able to undergo an alternative translation along this axis. In the embodiment described, it is composed of a crown 2 provided with spokes 3, 4, and a hub 5 extended by a paint distributor tube 6 centered on XX ′ and integral with the hub 5 (screw 51) .
This tube is mounted for free rotation in a sleeve 7 forcing bearing, provided at its base with a flange 70 bearing on the flange 60 which is itself provided with the base of the tube 6. The balls 71 roll at their base on a annular raceway of the part 60 and at their top on a cam profile path of the part 15. They are kept at constant spacing by holes in the coleretL � 70, which is itself immobilized in rotation and free in translation along the axis XX '.
The paint enters the tube 6 in the vicinity of its closed upper end, through orifices 61, and at its base, arrives through the hub 5 in the hollow tubular arms 3-4, and, by means of channels visible at 100 to Figure 2, in an annular chamber 10 formed in the crown 2 at the top of the brushes, to descend into the central channel 11 formed in the tuft of bristles. We have not figured the connection, inside the casing 8 of the machine, between the coupler 9 which brings the paint from a reservoir that comprises the surface motorized group and the flexible conduit which opens out at 90 into a fixed chamber of the part 91 forming a paint collector and in which the orifices 61 are immersed. The supply is made by means of a hydraulic motor-pump for circulation of the paint, which is also part of the aforementioned group.
The smoothing device consists of an annular brush 12 having, for example, 400 mm of outside diameter and
55 mm thick. This brush is integral with a drive disc 120 with toothed profile.
A first lower annular groove 1200 houses the ring of brushes 1, while a second upper annular groove 1201 is used for driving, its surface being toothed to mesh with a pinion 13 mounted on the shaft 141 of a motor 14. In the nonlimiting embodiment described, the motor 14 is hydraulic and housed in the casing 8, of which its shaft 141 projects; 142 designates a coupler for supplying and returning pressurized oil. Alternatively, the motor could, for example, be electric.
The disc 120 drives, by means of drive pins
1202, the cam 15 already mentioned. This forms a sleeve
151 and a lower flange having a profiled surface 152 bearing on the balls 71. The bottom 81 of the casing 8 has, in addition to the opening 810 for passage of the shaft 141, a central part in the form of a sleeve completely open towards the bottom
(portion 811) and provided upwards (portion 812) with an opening for the passage of the flange 7, which is mounted so that it can slide without turning in said opening.
The integral assembly constituted by the brush 12, its drive disc 120 and the cam 15 rotates around the axis XX ', at a speed fixed by the motor 14 and advantageously between 60 and 80 T / minutes. The profile of the cam surface is such that at each revolution, each of the successive balls is subjected to an alternative movement of translation parallel to the axis XX ', thus communicating a translation movement identical to the distributor tube 6 and to the crown 2. A spring 17 is mounted between the fixed upper surface of the sleeve portion 812 and a friction spacer 62 secured to their upper end and which surrounds the shaft 6.
A rotary pin 63 integral with the shaft 6 is supported by sliding on the spacer 62 and the spring thus recalls the shaft 6 and the parts which are integral with it towards the top of the figure, accompanying the movement of the balls rolling on the cam 15. The flange 7 is itself free in translation due to its setting between the cam 15 and the flange 60. A safety stop 64, integral with the shaft 6, prevents the part 62 and the shaft 6 escape downward in the event of accidental rupture of the part 63. An internal cylindrical casing 16 constitutes a removable structural element which supports the part 91 and houses the parts 62-63-64 and the upper portion of the sleeve
812. The position of the drive disc 120 relative to the fixed bottom 81 of the casing is fixed by means of friction shims 1203-1204.
A circular flywheel 21 completely surrounding the casing and fixed to the base thereof by means of arms 210 allows the maneuver of the machine to be omnidirectional. In the case of mechanical control, the attachment is made by the part
16.
As a preferred example, four balls are regularly distributed around the axis XX ', and the speed of rotation of the drive disc is 60 T / m, so that the pulse frequency of the device paint application is 4 Hz. The double amplitude of the pulsating translation is 5 mm. The brushes can be tilted from 1 to 5 [deg.] Relative to the axis XX ', their active end being further from the axis than their opposite end. This provision, which is not compulsory, is advantageous because it generates a slight component of rotation which means that the assembly tends, as a function of friction, to rotate randomly around the axis XX ', which improves the distribution of painting by reducing edge effects and increasing the longevity of the device by regulating the wear of the bristles.
Of course, the casing 8 is arranged, not shown, so that a slight buoyancy is ensured.
The operation of the paint application device essentially rests on the fact that the supply of paint bristles takes place at a plurality of points situated at the non-active end of tufts of bristles, in each of which the paint distributes radially evenly around the central supply orifice and is guided by capillary action along the bristles to the application end, these tufts of bristles not being immersed in a chamber filled with paint.
Provided, of course, to adjust the injection pressure of the paint (supplied by the circulation pump mentioned above) to a low value, which will take into account its degree of viscosity but will be just enough to compensate for the loss of load in the pipes of chamber 10, with, in practice, a slight overload and a very low flow rate adjustable according to the speed of movement of the machine and the desired thickness of paint, there will thus be no flow paint from brushes or tufts of hair, so no risk of pollution of the water in which the machine works, which is obviously very important;
one can consider that the mode of feeding the bristles with paint thus provides a kind of self-regulation, which is carried out all the better since all the bristles are not subjected to forced rotation drive. It is the surface of the substrate which in a way sucks in exactly the quantity of paint which must water it. This aspiration is greatly facilitated by the pulsating movement of the brushes; the pressure periodically exerted on the paint film causes a gavage effect on the substrate which absorbs, on each application surface, more paint than necessary, this paint then being spread over the rest of the surface of the substrate by the smoothing brushes . The pulsating movement also has the effect of driving the water between the substrate and the tufts of hair.
It will be noted that with an amplitude of the pulsating movement having the order of magnitude of the value indicated above, there is not really takeoff of the brush and rupture of the film. Significant variations in viscosity do not disturb the operation of the machine.
It will be noted that, thanks to the dimensions of the casing and of the flywheel, the smoothing brush is visible to the diver, which facilitates the appreciation of his work. It will also be noted that, if its speed of rotation significantly exceeded
60 RPM, it would tend to tear off the paint. On the other hand, a significantly lower speed of rotation would not ensure the adhesion of the machine to the substrate. This adhesion in the machine described, is only obtained thanks to the fact that the smoothing brush
<EMI ID = 2.1>
driven in rotation, which provides the slight depression necessary for grip.
In Figure 3, there is shown the application brush of
<EMI ID = 3.1>
is simply symbolized by a circle in phantom 12 which represents its internal wall. As in the embodiment of Figures 1 and 2, the annular smoothing brush is rotated at a speed of 60 T / m for example, but is fixed in translation perpendicular to the plane of the two brushes. The application brush is formed from a plurality of tufts of bristles each supplied at a point substantially situated in the center of the non-active end of the bristles, the paint distributing radially around a central channel (11, FIG. 4) by being guided by capillary action along the hairs to their active end.
It is mounted in free rotation around an axis which projects at 0 in FIG. 3 and is driven, by means not shown and which may be identical to those described above, in reciprocating translational movement parallel to this axis. , at the frequency of 4 Hz for example. Its stroke is for example of the order of 2 mm.
The central channels of the tufts are supplied by means of a hollow paint supply axis 6 communicating at its base with four radial conduits 31-33 (making an angle of 120 [deg.] Between them), 34 (making with 33 an angle of 60 [deg.]) and 36 (making with 34 an angle of 120 [deg.]) and with two conduits 32 (in bypass on 33) and 35 (in bypass in
36). The conduits 31 to 36 are respectively connected to six radial conduits 310-320 ... 360 oriented at 60 [deg.] Relative to each other. Each of the conduits 310 to 360 leads to two derived conduits, such as 3501 and 3502, aligned with one another on either side of the bifurcation point and inclined at an angle which, in the embodiment described, is equal to 45 [deg.], Relative to the corresponding radial duct such as 350.
It can be seen, in FIG. 4, that these derived conduits each communicate with the channel 11 of a tuft of bristles via a connecting channel such as 10101 and
10091. A single tuft of hairs 1009 has been shown in FIG. 4, but it is clear that the part 25 inside which the derived conduits 3501-3502 and the connecting channels 10091 and 10101 are defined, ensures the feeding a couple of tufts of hair 1009 and 1010 (Figure 3).
In Figure 3, there is shown a hub 5 whose hollow axis 6 is integral and a flange 70 which is part of a sleeve, not shown, in which the axis 6 is mounted in free rotation.
It can be seen in FIG. 4 that the radial duct 35 is defined in the hub 5, but the connecting parts between the support of the bristle tuft 1009 and the hub 5 have not been shown.
Returning to FIG. 3, it can be seen that the conduit 310 supplies a couple of tufts 1001-1002, the conduit 320 supplies two tufts 1003-1004 etc ... The six tufts 1001-1003-1005-1007-1009-1011 and the six tufts 1002-1004-1006-1008-1010 and 1012 form two concentric rings.
The six tufts of each crown are evenly distributed with an angular pitch of 60 [deg.], While the tufts of one crown are angularly offset by 30 [deg.] Relative to those of the other.
By now comparing the operation of the brush according to the variant of FIGS. 3 and 4 with that of the brush of FIGS. 1 and 2, we can try to explain the fact that the first form, a priori surprisingly, a distribution of paint much more uniform than the second over the entire surface of the painted strip, with, however, for the first, a slightly weaker layer of paint on the edges of the strip: it will be noted that, to remedy this slight defect, it suffices, at the next pass, slightly overlap the second strip on the first.
With the brush of FIGS. 1 and 2, it is obvious that, with the dimensions indicated and a speed of displacement of the brush of the order of 40 cm per second, the spots of paint produced by each tuft during the periods of translation. of the brush will be distant from
10 cm. As the distance between the two tufts which form spots on each of the 3 cm wide ribbons mentioned above is 22 cm for the diametric ribbon, this ribbon will ultimately be covered only by couples formed each of two spots in slight overlap , couples separated from each other by distances of 10 cm. On the other hand, the paint coverage will be better for the ribbons close to the edges of the strip.
In some cases, the smoothing brush will not be able to completely regulate the distribution of paint thus obtained.
The free rotation of the brush around its axis is carried out more or less randomly, in one direction or the other and with a speed which experience shows that it is between 0 and 20 rpm, depending on the speed of movement of the plunger and the way in which it presses the brush on the substrate (it generally presses more on one side than on the other).
It will be noted that, for the maximum speed of rotation observed, the angular displacement of the tufts during a period of translation of the brush is 30 [deg.], So that the second spot produced by a given tuft is clearly offset laterally with respect to that with which it forms a couple. But this lateral offset does not improve the paint coverage: it simply has the effect of avoiding an accentuation of the edge effect mentioned above, which would be due to the fact that, in the absence of rotation, in certain directions When moving the machine, the ribbons at the edges of the strip receive paint from more than two tufts.
If we now analyze the operation of the brush in Figures 3 and 4, we see that there are three preferred directions of movement of the machine, which are substantially those defined by the elongated parts 22, 24 and 26 (inclined at 60 [deg.] relative to each other), for which certain ribbons would be painted by four tufts in the absence of rotation of the brush. These are ribbons relatively close to the center, which would also receive four coats of paint, the ribbons near the edges of the painted strip receiving only one and the central ribbon two.
Due to the more or less random rotation of the brush, each elementary painted region formed from one to four circular spots partially overlapping will see its surface increased and one will finally obtain a sufficient and sufficiently uniform coverage of most of the surface of the strip, whatever the direction of movement, so that the smoothing brush can completely equalize it. This is effectively the result observed.
Patent claims.
1. Underwater painting machine comprising a brush for applying paint (1-3) to the substrate in reciprocating translational motion, cooperating with a rotary smoothing brush (12) with an axis (XX ′) parallel to the direction of translation,
characterized in that the application brush is formed from a plurality of tufts of bristles (1) each supplied at a point substantially situated in the center of the non-active end of the bristles, the paint distributing radially and evenly in each tuft around a central channel (11) and being guided by capillary action along the hairs to their active end, without the tufts being immersed in a chamber filled with paint and passing through a grid.