Brevet FR2003297A1 — publié le 19691107

-1- 2003297 L'invention concerne la technique du finissage sonique de pièces industrielles et, plus particulièrement, un procédé continu de finissage sonique de pièces industrielles. On fabrique des pièces industrielles par plusieurs procé-5 dés parmi lesquels le moulage, le forgeage et l'usinage. Les pièces sortant de toutes les étapes de fabrication sont normalement rugueuses, contiennent des bavures et des arêtes vives et, dans le cas du moulage, elles contiennent du sable de moulage incrusté dans leur surface. Ces pièces ont normalement besoin d'un 10 finissage qui consiste par exemple à les nettoyer, à les ébavurer, à en arrondir les arêtes et à les polir avant de les usiner encore ou de les assembler dans des machines. On a employé de nombreuses techniques pour nettoyer et polir ou finir ces pièces, notamment le brossage à la main et le meulage. D'autres procé-15 dés de nettoyage et de finissage consistent à retourner et à agiter les pièces dans un agent en grains. Pour effectuer le finissage par retournement, on introduit les pièces dans un récipient du genre d'un tonneau ou d'une trémie partiellement rempli d'un agent en grains puis on retourne les pièces dans l'agent 20 en faisant tourner le récipient autour d'un axe horizontal. L'appareil de finissage du type à agitation effectue une agitation en bloc ou bien emploie généralement des agitateurs ou vibrateurs du type à masse excentrique pour faire vibrer un récipient contenant un agent de finissage approprié et des pièces. 25 Ce type de vibration exige des agitateurs ou vibrateurs massifs pour engendrer les forces nécessaires dans de grands récipients. Les procédés de nettoyage et de finissage décrits ci-dessus sont longs et ne peuvent pas satisfaire les techniques modernes de fabrication de pièces industrielles. 30 L'invention applique le principe d'un système sonique vibrant en résonance pour introduire rapidement et efficacement des niveaux élevés d'énergie sonique dans un milieu de nettoyage ou de finissage. Le système de vibration sonique à résonance élastique de l'invention permet d'utiliser un processus de fi-35 nissage de pièces à écoulement continu dans lequel les pièces passent à travers la chambre de finissage au débit voulu pour que l'on obtienne le finissage désiré en un court laps de temps. Le système de transmission d'énergie de l'invention utilise un système vibrant à résonance que l'on peut considérer 40 comme un circuit acoustique. Pour mieux comprendre ces systèmes, 69 05855 -2- 2003297 on peut établir une analogie étroite entre le circuit acoustique et le circuit électrique comme l'indique par exemple le chapitre 2 de "Sonics", par Heuter et Boit, publié en 1955 par John Wiley and Sons. 5 L'invention résout les problèmes ci-dessus posés par les appareils et procédés de la technique antérieure en prévoyant un procédé et un appareil de traitement continu applicable au nettoyage sonique de pièces industrielles. Le présent système comprend une chambre de polissage vibrant avec résonance à travers 10 laquelle les pièces passent en contact intime avec l'agent de polissage ou de finissage. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description détaillée qui va suivre et des dessins sur lesquels : 15 la figure 1 est une vue schématique d'une installation conforme à l'invention; la figure 2 est une élévation latérale partiellement en coupe d'un appareil réalisé selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention. 20 Un élément de canalisation 11 de préférence en matière élastique appropriée et qui forme une chambre de polissage 12 à travers laquelle on fait passer, dans le processus de nettoyage, des objets à polir (figure 1). Le conduit 11 peut avoir n'importe quelle section appropriée et peut même être un canal 25 ouvert ou une auge. Un oscillateur sonique 13 est couplé fonc-tionnellement au conduit 11 pour transmettre des vibrations élastiques à un agent de polissage contenu dans sa chambre 12. L'oscillateur 13 et le conduit élastique 11 forment un système de transmission d'énergie sonique élastique qui, lorsqu'on le 30 fait fonctionner à sa fréquence de résonance ou au voisinage de celle-ci, assure la transmission rapide et efficace d'énergie à l'agent de polissage contenu dans la chambre 12. Les pièces 10a, 10b et 10c qu'il s'agit de polir arrivent, par exemple suivant un parcours 14, dans la chambre 12 dans laquelle l'agent 35 polissage, sous l'influence de l'énergie sonique, heurte et longe les surfaces des pièces, assurant un nettoyage et un polissage efficaces de celles-ci. L'agent de polissage, qui peut être tout type approprié de particules abraaives, par exemple d'alumine, peut être retenu dans une chambre 12 tandis que l'on 40 y fait passer les objets au travers, ou bien encore il peut être 69 0585$ -5- 2003297 disposé de manière à la traverser, pratiquement en même temps que les objets. En outre, des mesures peuvent être prises pour ' recycler l'abrasif ou agent de polissage, par exemple le long du parcours tel que 15. Les agents de polissage peuvent être 5 de n'importe quel type ou composition permettant d'obtenir les résultats désirés. Par exemple, l'agent peut être formé de granules secs ou bien il peut être légèrement humidifié si on le désire. D'autre part, l'agent peut être une bouixlie comprenant des particules abrasives en suspension dans un liquide approprié. 10 Le niveau d'agent de polissage dans la chambre 12 et le débit de passage de l'agent et des objets à polir à travers celle-ci sont de préférence réglables indépendamment, ce qui permet d'obtenir le degré approprié de finissage. La figure 2 montre une disposition appropriée d'appareil 15 pour la mise en oeuvre de l'invention. Comme le montre la figure 2, un conduit élastique 18 forme une chambre de polissage 19 et sert à transmettre de l'énergie d'un générateur de vibrations soniques 20 à l'agent de polissage 16. L'oscillateur 20 est couplé au conduit 18, par exemple par un lien ou collier 21. 20 Le générateur de vibrations 20 est de préférence, mais de façon non limitative, un oscillateur muni d'une masse à mouvement orbital comme celui du brevet américain n° 2.960.314. L'oscillateur peut être du type à un seul rouleau ou à deux rouleaux. Avec le type à un seul rouleau, dont l'axe de rotation est pa-25 rallèle à l'axe du conduit élastique 18, on obtient un mouvement à ondes stationnaires circulaires élastiques, caractéristique d'une configuration d'ondes stationnaires élastiques, les extrémités et le centre du tube subissant un mouvement giratoire. On peut obtenir un mode stationnaire de vibration latérale en 30 utilisant un oscillateur à deux rouleaux tournant en sens opposé ou bien en utilisant un oscillateur à \in seul rouleau dont l'axe de rotation est perpendiculaire au conduit 18. On utilise des moyens appropriés tels qu'une trémie ou un couloir 22 pour amener l'agent de polissage 16 et les pièces 17a, 17b et 17c à 35 la chambre de polissage 19. La trémie 22 est de préférence isolée du conduit 18 quant aux vibrations, par exemple à l'aide d'un anneau élastique ou élastomère 23 maintenu en place par exemple par des liens métalliques expansibles 24 et 25. De préférence, au moins une partie du parcours suivant 40 l'invention est incliné de manière à assurer un transport conti- 69 05855 -4- 2003297 nu des matières par gravité à travers la chambre de polissage. Bien entendu, on peut utiliser d'autres procédés permettant de provoquer l'écoulement, par exemple le pompage, de manière à maintenir le débit de passage à travers la chambre de polissage 5 à une valeur convenable, l'appareil représentéj&ar la figure 2 est supporté par des moyens appropriés tels que le socle 26 Su-quel part un montant vertical 27* Le conduit élastique 18 est de préférence supporté en des points nodaux par des moyens appropriés d'isolement vis-à-vis des vibrations, par exemple une 10 bande élastomère 28 entourée d'une bande 29 qui est elle-même montée de manière à pouvoir pivoter sur le montant 27 par la tige 30. Une deuxième bande élastomère 33 et une bande métallique 34- entourent le conduit élastique 18 au voisinage du point nodal supérieur, la bande 34 étant à son tour articulée par un 15 pivot 35 à un support télescopique 37 d'un transducteur à fluide 36 qui est lui-même supporté par le socle 26 grâce au pivot 38. Un conduit 39 aboutit à une source appropriée de fluide hydraulique (non représentée) servant à actionner le moteur à fluide 36. La structure de soutien décrite ci-dessus permet de régler 20 l'inclinaison du conduit 18 et par conséquent le débit aussi bien que le volume de matière contenu dans la chambre 19 à un moment donné. Le débit détermine le temps de séjour de la pièce dans la chambre. Quand la chambre de polissage 19 est fortement remplie d'agent de polissage, on obtient une meilleure transmis-25 sion de l'énergie sonique du conduit 18 à l'agent de polissage contenu dans la chambre 19 et par conséquent, une plus grande vitesse de finissage et de polissage des pièces qui traversent, celle-ci. Un collecteur approprié 4-5 est situé à l'extrémité de sortie du conduit 18 pour recevoir l'agent de polissage à 30 sa sortie de la chambre 19. On peut laisser tomber les pièces 17a, 17^» 17° en "tas avec l'agent de polissage et les retirer de celui-ci. Mais il est possible aussi d'utilisôr une courroie ou chaîne transporteuse 46 à travers laquelle l'agent de polissage peut s'écouler sans restriction vers le collecteur 45. Le 35 transporteur 46 est supporté par exemple par un rouleau 47 et entraîné par des moyens appropriés, non représentés. L'agent de polissage recueilli dans le collecteur 45 peut en être retiré par un système transporteur 42, 43, 44 et recyclé si on le dé- . sire. Des panneaux de guidage appropriés, 48 et 49, supportés 40 par un montant 50, sont placés sur les côtés de la courroie ou 69 05855 -5- 2003297 chaîne transporteuse 46. Il est bien évident qu'il est possible d'apporter de nombreuses modifications aux dispositifs décrits ci-dessus sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 05855 -e- 2003297 - REVENDICATIONS - 1 - Appareil servant à finir des pièces dans un agent de finissage et caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre de finissage destinée à recevoir les pièces et l'agent de finissage, un oscillateur sonique couplé fonctionnellement à la chambre de finissage de manière à pouvoir faire vibrer celle-ci en résonance et des moyens permettant d'amener les pièces dans la chambre et de les en faire sortir, de façon continue. 2 - Appareil conforme à la revendication 1, dans lequel la chambre comprend un conduit à travers lequel s'écoulent les pièces et l'agent de finissage. 3 - Appareil conforme à la revendication 2, dans lequel la chambre peut s'incliner, ce qui permet de régler le débit de passage des pièces et de l'agent. 4 - Appareil servant à polir et à nettoyer des pièces dans tin abrasif et caractérisé par le fait qu'il comprend un conduit destiné à contenir un courant de pièces et d'abrasif et un oscillateur servant à faire vibrer avec résonance au moins une portion du conduit de manière à amener les pièces et l'agent en contact intime. 5 - Appareil conforme à la revendication 4, dans lequel la portion mentionnée est isolée acoustiquement des autres portions du conduit. 6 - Appareil conforme à la revendication 5, dans lequel l'isolement acoustique comprend un tronçon séparé de conduit tubulaire formant la portion mentionnée et une matière élastomère fixée à l'extrémité de ce tronçon et la reliant aux autres portions du conduit. 7 - Appareil conforme à la revendication 4, dans lequel l'oscillateur est du type comportant une masse à mouvement orbital. 8 - Procédé de finissage de pièces dans un agent de finissage caractérisé par le fait que l'on fait passer en continu les pièces et l'agent à travers un conduit comportant une portion choisie à laquelle on peut appliquer de l'énergie de vibration, que l'on fait vibrer avec résonance la portion choisie pendant que les pièces et l'agent la traversent et que l'on continue à faire vibrer la portion choisie pendant un temps suffisant pour traiter la surface des pièces. 69 05855 -7- 2003297 9 - Procédé conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait que, pour assurer le temps de traitement voulu, on règle le débit de passage des pièces à travers lg^ortion choisie.