Brevet FR2016358A1 — publié le 19700508

La présente invention a pour objet une installation automatique pour traiter thermiquement des objets constituant au moins une charge. Les traitements thermiques que cette installation est destinée à permettre sont notamment la trempe sous gaz protecteur et la trempe isothermique, la cémentation gazeuse avec ou sans trempe, la carbonitruration, le recuit ou le revenu. On connaît déjà de nombreux appareils qui permettent de réaliser partiellement ces différents traitements mais de par leur conception, ils comportent un temps de trempe minimum d'environ dix secondes. Certains de ces appareils comportent un four muni d'une ouverture de chargement fermée par une porte frontale. La consommation de gaz de fours de ce genre est excessive. Enfin, lorsqu'ils sont automatisés dans une certaine mesure, ces appareils connus sont d'un prix très élevé. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Dans ce but, elle propose une installation du genre mentionné ci-dessus qui est caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part une table de chargement, un ascenseur capable de soulever une charge placée sur la table de chargement et un bac Juxtaposé à la dite table de chargement et destiné à contenir un liquide de trempe et d'autre part, un four contenant une enceinte de chauffage constituée par une cloche d'axe vertical et capable de contenir un gaz de protection de la charge contre l'oxydation, des moyens pour déplacer le four de façon à l'amener alternativement au-dessus du bac et au-dessus de l'ascenseur, des moyens pour transférer la charge de la dite enceinte dans le bac et des moyens pour extraire la charge du bac après son refroidissement complet dans le liquide de trempe. Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation selon l'invention. La fig. 1 en est une vue en élévation de face, la fig. 2 une vue en plan de dessous, et la fig. 3 une autre vue en élévation. L'installation représentée au dessin peut fonctionner automatiquement. Elle comprend dans sa partie supérieure un palan de chargement -l (fig. 3) capable de pivoter sur un axe vertical, et à sa partie inférieure une table de chargement 2 qui, dans la position de la fig. 2,s'étend parallèlement au palan 1. La table 2 est équipée d'un ascenseur 3 mobile verticalement d'une position basse 3' à une position élevée 3". Une charge formée d'objets à traiter déposée sur la table 2, par exemple à son extrémité inférieure dans la fig. 2, peut être déplacée par translation de façon à être amenée sur l'ascenseur 3. L'installation comporte en outre un four cylindrique 18 qui est monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical 19 disposé sur le côté de la table 2. Ce four porte le palan 1 de façon à ce que son axe de pivotement coincide avec son axe propre. L'enceinte intérieure 5 du four est limitée par une cloche 6 étanche au gaz mais ouverte vers le bas et disposée selon l'axe du four de façon à pouvoir être entraînée en rotation autour de cet axe. La cloche 6 est équipée de moyens pour l'alimenter en un gaz approprié au traitement envisagé. Du fait que la cloche n'est ouverte qu'à son extrémité inférieure, les pertes de gaz sont réduites au minimum et la consommation de gaz au cours du traitement est faible (1 m3/h). Une fois que le four a été amené au-dessus de l'ascenseur 3 de fa çon que son axe coïncide avec celui de l'ascenseur, ce dernier peut être élevé et s'engager dans l'ouverture pratiquée dans le revêtement isolant du four immédiatement en dessous de l'ouverture de la cloche. Entre le revêtement du four et la cloche- 6 sont disposées des résistances de chauffage 7. Une turbine 8 dont l'hélice est logée à l'intérieur du four assure la circulation du gaz de protection à l'intérieur de l'enceinte et égalise les températures. Le bord inférieur de la cloche 6 comporte quatre appuis 12 faisant saillie du côté de l'intérieur et répartis à 90 les uns des autres. Pour-maintenir la charge en place dans l'enceinte 5, on peut utiliser des étoiles 11 à quatre branches qui supportent la charge. Comme la cloche 6 est mobile en rotation, si elle est orientée de façon que les intervalles entre les appuis 12 se trouvent orientés comme les branches de l'étoile, cette dernière peut être élevée jusqu'au dessus des appuis 12. Par une rotation de 900 imprimée à la cloche, on amène ensuite les appuis 12 en coincidence avec les branches de l'étoile qui se trouve ainsi supportée à l'intérieur de la cloche. A côté de la charge 2 est encore placé une bac 14 de dimensions suffisantes pour contenir la charge. Comme on le voit à la fig. 2, si l'on fait tourner le four 18 de 900 autour de l'axe 19, l'ouverture de la cloche 6 vient se placer exactement au-dessus de l'ouverture du bac 14. Un plateau de trempe 13, mobile à l'intérieur du bac permet dans certains cas, d'aller chercher la charge dans le four. Par ailleurs, le four comporte également, combiné avec le palan 1, un crochet automatique capable de déplacer la charge. La tuyauterie 16 alimente le bac 14 en liquide de refroidissement, la turbine double 20 assurant la circulation de ce liquide. Le tableau de commande 17 convient les dispositifs assurant la programmation automatique et la commande des opérations. Pour effectuer avec le four décrit un traitement thermique sans trempe, il n'est pas nécessaire de déplacer le four 18 autour de l'axe 19. La charge est amenée sur la table 2 au moyen du palan 1, puis déplacée au-dessus de l'ascenseur 3 qui se trouve en position basse. L'ascenseur s'élève en position haute, la turbine 8 s'engageant dans l'ouverture du four. La charge se trouve entièrement à l'intérieur de la cloche 6. Le traitement thermique s'effectue, les opérations étant commandées par le tableau 17. Ensuite la charge est redescendue en position basse pour être reprise sur la table de chargement 2 et, le cas échéant, évacuée ensuite par le palan 1 qui, en tournant autour de l'axe du four peut la déplacer latéralement. Lorsque le traitement thermique comporte une opération de trempe, il faut distinguer deux cas, selon que la charge est peu volumineuse ou très volumineuse. Dans une exécution pratique, la limite entre ces deux genres d'opérations correspondait à une hauteur de la charge atteignant 1 m. Pour des charges de hauteur inférieure à cette limite, une étoile 11 était placée entre-la charge et l'ascenseur lors de l'opération de chargement. Une fois l'ascenseur élevé en position 3", l'étoile 11 se trouvait légèrement audessus des appuis 12, de sorte que, par une rotation de la cloche, il était possible d'amener les branches de l'étoile à reposer sur les appuis et de libérer ainsi l'ascenseur. Une fois que les opérations effectuées à l'intérieur du four sont terminées, l'ascenseur 3 redescend et le four est transféré avec sa charge en position 9, de déchargement, par rotation du four autour de l'axe 19. Le pla teau de trempe 13 reprend la charge en position haute. Une rotation de la cloche-6-d'environ 900 amène les intervalles entre les appuis 12 en regard des extrémités des branches de l'étoile, de sorte que la charge peut être descendue rapidement par le plateau de trempe -13 en position 10 à 1-' intérieur du bac 14. Le four 18 revient alors en position de travail au-dessus de l'ascenseur, prêt pour ùn nou- veau chargement. Quant- à la -charge lQ, après un temps déterminé, le plateau 13. la remonte en position 9 pour l'égouttement et le deeharge- ment. Elle peut alors être reprise par.le palan 1 qui tourne autour de-l'axe du four 18 et dont le crochet 21 se trouve alors dans l'axe du bac 14. Pour des-charges dont la longueur excède légèrement la limite indiquée ci-dessus, on peut utiliser le crochet automatique -15 qui est conduit selon l'axe du four. Le crochet 15 vient amarrer la charge- lorsqu'elle se trouve sur l'ascenseur 3 en position ble- vée, et permet de descendre la charge dans le bac 14 après rotation de 90 - du- -four -18- autour- de l'axe li. Ce crochet est agencé de facon à libérer automatiquement la charge lorsque la position 10 est atteinte. Il- remonte ensuite automatiquement dans l'enceinte 5, de sorte que le four peut pivoter à nouveau pour revenir dans sa position de départ. Pour l'extraction de la charge hors du bac 14, on peut utiliser le palan 1, de sorte que le plateau de trempe 13 nia pas à être déplacé dans-ce cas. REVENDICATIONS 1. Installation automatique pour traiter thermiquement des objets constituant au moins une charge (4), caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part une table de chargement (2)-, un ascenseur (3 > capable de soulever la charge placée sur la table de chargemment et un bac (14 > Juxtaposé à la dite table et destiné à contenir un liquide de trempe, et d'autre part,un four contenant une enceinte de chauffage constituée par une cloche (6 > d'axe vertical et capable de contenir un gaz de protection de la charge contre l'oxydation, des moyens pour déplacer le four de façon à l'amener alter- nativement au-dessus du bac et au-dessus de l'ascenseur, des moyens pour transférer la charge de la dite enceinte dans le bac et des moyens pour extraire la charge du bac après son refroidissement complet dans le liquide de trempe. 2. Installation selon la revendication la caractérisée en- ce que les moyens pour transférer la charge de l'enceinte dans le bac comprennent une étoile ( et des appuis (12 > 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en- ce que les appuis sont solidaires de la cloche, ence que celleci est mobile en rotation autour de son axe et en ce que l'étoile est agencée de façon à pouvoir être introduite dans la cloche et extraite de cette dernière par une orientation relative déterminée de la cloche par rapport à l'étoile. 4 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour transférer la charge de l'enceinte dans le bac comprennent un crochet automatique (157. 5. Installation selon la revendication lss caractérisée en ce que le bac est équipé d'une tuyauterie Ç16) capable d'amener le liquide de retroidissement dans le bac au travers de la charge lors de la trempe. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour extraire la charge du bac comprennent un palan (1). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en-ce que le palan est agencé de façon à pivoter autour d'un axe vertical coincidant avec celui de la cloche, le dit palan étant susceptible d'être utilisé pour charger des objets sur la table de chargement. 8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ascenseur est équipe d'un plateau assurant, en position élevée, la fermeture du four.