Brevet FR2141419A1 — publié le 19730126

L'invention est relative à un procédé et une machine vibrante de traitement en continu de pièces façonnées, notamment de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, de pièces plus particulièrement métalliques par l'intermédiaire de particules abrasives éventuellement immérgées dans un liquide de traitement ; l'invention s'applique également au séchage et à la peinture de ces pièces façonnées ainsi qu'au broyage de granulés ou produits pulvérulents. Le procédé de finition mécano-chimique visé par l'invention ainsi que la machine pour sa mise en oeuvre concerne plus particulièrement un traitement-en continu des pièces à finir ou à polir. A cet effet, il est nécessaire de charger la machine d'un mélange composé au moins de pièces à traiter et des particules abrasives, puis de séparer après un temps de contact prédéterminé un des constituants du mélange afin d'extraire de la machine les pièces finies et polies et de recycler les particules abrasives qui peuvent être réutilisées dans la même machine en vue d'un traitement identique appliqué à d'autres pièces. Parmi les machines connues, il en existe en forme d'auge soumise à des vibrations et dans laquelle est réalisée la finition. A la fin de cette opération, on bascule l'auge afin de décharger son contenu et de séparer les pièces à finir des particules abrasives. Cette opération est générilement réalisée par des tamis vibrants dont la dimension de mailles est telle que les particules abrasives passent au travers et que les pièces finies soient retenues. Pour recycler les particules abrasives, il est nécessaire de disposer d'une installation secondaire qui va les réintroduire avec d'autres pièces à traiter dans l'auge ramenée dans sa position de traitement,c'est-à-dire verticale.Les deux stades du traitement, à savoir le travail et la séparation du mélange sont consécutifs et indépendants et ainsi l'auge ne peut être utilisée pour la finition pendant toute la période que dure la séparation. Par ailleurs, un autre inconvénient présenté par de telles machines réside dans le fait que les pièces façonnées traitées s'entrechoquent entre elles lors du basculement de l'auge, ce qui provoque des défauts de surface qui nuisent au résultat recherché. Afin de résoudre la discontinuité du travail et de la séparation, on a d'abord proposé des machines dont l'auge est réalisée sour la forme d'un bac droit, bac auquel est adjoint un système latéral de transportceltical. qui prend les particules abrasives et les pièces lorsqu'elles sont en fin de travail et qui ne réintroduit que les particules abrasives après avoir effectué le tri abrasif-pièce dans une zone avoisinant le bac. On a proposé également des machines présentant une zone de travail en forme de goulotte hélicoidale. Dans ces machines, les pièces et les particules abrasives circulent de bas en haut dans la goulotte puis, arrivées en partie haute, chutent par gravité vers la partie basse et recommencent le cycle dans la zone de travail jusqu a ce que les pièces soient complètement polies. Naturellement, la séparation pièces-particules abrasives est obtenue au moyen d'un tamis placé en partie haute de la goulotte hélicoidale à l'endroit où celle-ci passe au-dessus de la partie basse.Ce tamis est amovible afin que, en position escamotée, il permette la finition des pièces sur un trajet correspondant à plusieurs tours sur la même goulotte ; une fois la finition réalisée, le tamis est interposé en partie haute de la goulotte hélicoldale sur le cheminement naturel du mélange si bien qu'il commande le transport des pièces traitées vers la sortie de la machine tout en permettant le recyclage des particules abrasives par simple chute de ces dernières prenant son origine en partie haute de la goulotte et se terminant en partie basse de cette dernière. Pendant toute la période de travail, la chute par gravité des pièces et des particules abrasives a pour avantage de mélanger ces constituants entre deux trajets sur la goulotte, mais a pour inconvénient de provoquer des chocs dommageables des pièces entre elles ou sur la goulotte.Une zone de séparation située dans un plan différent d'une zone de travail est donc intéressante pour le recyclage des particules abrasives, mais présente un inconvénient pour le traitement de surface qui est justement le principal but de l'opération. Par ailleurs, la surface de triage entre les pièces et les abrasifs est faible puisque ladite surface ne peut correspondre qu'à celle d'une goulotte généralement semi-circulaire, située en partie haute et passant exactement au-dessus de la goulotte en partie basse, afin qu'il y ait recyclage effectif sans perte de matière des particules abrasives. - La présente invention remédie à ces inconvénients et, à cet effet, un de ses premiers objets est un procédé et une machine vibrante de traitement en continu de pièces façonnées permettant notamment le finissage et le polissage des pièces simultanément au recyclage des particules abrasives, sans jamais provoquer la chute des pièces par gravité, aussi bien lors du traitement de surface que lors du tri du mélange. Un deuxième objet de l'invention est de permettre le déchargement de pièces traitées pendant que le travail d'autres pièces et le recyclage des particules abrasives se poursuivent. Un troisième objet de l'invention est d'éviter, aussi bien pendant le travail que lors du déchargement, les chocs entre les pièces ou entre les pièces et l'auge de traitement. Dans le procédé selon l'invention, les vibrations ont plusieurs objets, car elles permettent la finition des pièces, le transfert du mélange pièces-abrasifs de la zone de travail dans une zone de séparation ainsi également que la séparation d'un des constituants du mélange en le recyclant dans la machine de traitement. Le procédé consiste à introduire dans la machine vibrante les pièces à finir avec au moins un agent de traitement, telles des particules abrasives, dans une zone de travail fermée et horizontale, puis à soumettre le mélange ainsi défini à des vibrations, ce procédé étant remarquable en ce que l'on transfère ensuite le mélange, sous l'effet des mêmes vibrations, dans une zone de séparation communiquante et située dans le même plan horizontal que la zone de travail, puis on sépare un des deux constituants du mélange en le recyclant de la zone de séparation à la zone de travail et on extrait l'autre constituant de la zone de séparation de la machine. La machine selon l'invention est remarquable en ce que l'auge constituant la zone de travail présente sur une partie de sa surface latérale un orifice de sortie du mélange, normalement obturé, susceptible de mettre en communication la zone de travail avec une zone de séparation dont le fond est dans le même plan horizontal que celui de l'auge, un tamis sensiblement vertical, dtune dimension de maille intermédiaire entre celle des pièces façonnées et celle des particules abrasives étant disposé sensiblement à l'extrémité de la zone de séparation et permettant la séparation des constituants du mélange par passage de l'un des deux composants du mélange et retenue de l'autre, des moyens agissant au niveau du tamis propres à recycler llun des deux constituants séparés de la zone de séparation à la zone de travail et des moyens prolongeartla zone de séparation au-delà du tamis pour extraire l'autre composant du mélange de la machine. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, diverses formes de réalisations de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels La Fig. 1 est, schématiquement, une vue en plan d'une première forme de réalisation de la machine selon l'invention. La Fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne Il - Il de la machine de la Fig. 1. La Fig. 3 est, schématiquement, une vue en plan d'une seconde forme de réalisation de la machine selon l'invention. La Fig. 4 est une vue en plan d'une variante de la machine de la Fig. 1 Les Fig. 5 et 6 sont des vues en plan de deux variantes de la machine de la Fig. 3. I,a machine vibrante de traitement en continu de pièces façonnées, notamment de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, comprend une auge verticale 1, à fond plat horizontal 2, constituant la zone de travail. Ce fond est fixé sur un balourd ou vibrateur 3 lui-même relié à un moteur 4, par des accouplements 5. Le fonctionnement du dit moteur, par l'intermédiaire du balourd ou du vibrateur, provoque un mouvement continu d'oscillations ou de vibrations de la part de l'auge 1 et, de ce fait, cette dernière repose sur le sol 6 par l'intermédiaire de moyens élastiquement déformables, tels des ressorts hélico#daux 7 disposés sous le fond 2 de l'auge. On introduit dans la zone de travail Z T un mélange composé des pièces façonnées à traiter 8 et de l'agent de traitement, par exemple des particules abrasives 9. Lorsque la cuve est soumise aux vibrations, elle applique au mélange des mouvements centripètes et centrifuges qui assurent un brassage continu des pièces 8 et des particules 9. Selon la principale caractéristique de l'invention, l'auge 1 présente, sur une partie de sa surface latérale, un orifice 10 de sortie du mélange, orifice normalement obturé par des moyens mobiles 1 1 et qui, une fois libéré, met en communication la zone de tavail #ZT avec la zone de séparation Z5 dont le fond est dans le même plan horizontal que le fond 2 de l'auge 1. A titre d'exemple, on a représenté sur les desd ns annexés deux formes de réalisations possibles d'une telle machine sans que pour autant, naturellement, ces formes soient considérées comme limitatives de la présente invention. On concevra aisément diverses variantes dans lesquelles les zones de travail et de séparation seront dans un même plan horizontal sans que, bien entendu, on se soit eloigné de l'esprit de la présente invention. Aux Fig. 1, 2 et 4 il a été représenté une machine à auge circulaire comportant un réceptacle secondaire rapporté 12, latéral et extérieur ; ce réceptacle secondaire constitue la zone de séparation Zs. Aux Fig. 3, 5 et 6 il a été représenté une machine dont l'auge 1 à fond plat, horizontal, est spiralée ; dans ce cas, la zone de séparation Z5, 13, est délimitée entre la spire interne 14, la spire externe 15, et la paroi latérale de l'auge 1. Dansla machine vibrante de la Fig. 1, les pièces 8 et les particules abrasives 9 sont soumises dans la zone ZT à la résultante de deux mouvements, à savoir un premier mouvement circulaire 16 et un deu; xième mouvement centrifuge 17 s'exerçant sur toute la zone de traitement ZT et qui a tendance à provoquer naturellement le passage du mélange de la zone de traitement #ZT à la zone de séparation Z ainsi qu'il a été schématisé par la flèche 18.La paroi latérale de l'auge 1 est prolongée d'abord par le premier obturateur mobile 11, ensuite par la paroi de séparation 19 entre l'auge 1 et le réceptacle secondaire 12 enfin par un deuxième obturateur mobile 20 cachant lui-même un tamis sensiblement vertical 21 disposé sensiblement à l'extrémité de la zone de séparation Z le tamis 21 ayant en outre une dimension de maille propre d'une part à retenir les pièces polies 8 et d'autre part à permettre le passage des particules abrasives 9. Lors de la période du traitement des pièces façonnées 8, les obturateurs 11 et 20 sont maintenus en position de fermeture et,de de fait, la seule zone accessible aux pièces et aux abrasifs est la zone de travail ZT Dès l'instant où les pièces façonnées 8 présentent l'état de surface déairé, ou bien la modification de volume souhaitée, on ouvre simultanément les obturateurs 11 et 20 et le mélange, dirigé selon le sens indiqué par la floche 18, arrive dans le réceptacle secondaire 12 ou il progresse vers l'avant comme indiqué par la flèche 22. En regard du tamis 21, on prévoit des moyens schématisés en 23, propres à provoquer un mouvement centripète 24 du mélange constitué des pièces 8 et des abrasifs 9.De ce fait, le mélange est amené avec force contre la grille du tamis 21 et les abrasifs 9 passent au travers de cette dernière pour être pris dans la zone de traitement ZT, située au même niveau alors que les pièces polies 8, après avoir buté contre la grille du tamis 19, poursuivent leur chemin vers l'avant du réceptacle secondaire 12 et sont évacuées hors de la machine vibrante comme indiqué par la flèche 25. La réintroduction des abrasifs de la zone de séparation ZS à la zone de traitement ZT peut se faire : soit directement en utilisant le déplacement naturel des pièces en fonction des vibrations, soit par l'adjonction d'un moyen extérieur tel qu'un tapis vibrant ou oscillant, vis sans fin, système de poussée par vérin, volume gonflable progressivement, tapis vibrateur,etc... Lorsque toutes les pièces polies 8 ont été évacuées de la zone de traitement ZT, les organes obturateurs 11 et 20 sont ramenés de leur position de repos 1 la et 20a représenté en pointillés dans la position de fermeture représentée en hachures à la Fig. 1, si bien que seules les particules abrasives 9 restent à l'intérieur de l'auge principale 1 en vue de leur nouvelle utilisation avec le lot suivant de pièces à traiter. Les obturateurs 11 et 20 peuvent indifféremment être des clapets à fonctionnement électrique, pneumatique, mécanique, ou encore des membranes déformables telles que des trompes par exemple qui peuvent être gonflées au moyen d'un fluide quelconque pour être amenées dans la position d'obturation des orifices de sortie. De telles trompes déformables maintiennent le mélange dans la zone de traitement ZT lorsqu'elles sont gonflées et permettent un libre passage du mélange de ZT à ZS lorsqu'elles sont dégonflées. L'avantage de la machine qui vient d'être décrite aux Fig. 1 et 2 réside essentiellement dans le fait que, les zones ZT et Zs étant situées dans un même plan horizontal, les pièces façonnées 8 ne sont plus soumises aux chocs créés par les chutes verticales, chocs qui provoquaient des défauts de surface. Le deuxième avantage est la recirculation, beaucoup plus rapide,des particules abrasives grâce à la très grande surface de tri possible. Un dernier avantage de la machine selon l'invention est qu'elle peut fonctionner, soit en éliminant les particules abrasives de la machine et enn'ylaissant que les pièces, soit en éliminant les pièces etetlnty laissant que les particules abrasives, ces variantes étant obtenues aisément à partir de quelques modifications de détail portant sur les organes essentiels de la machine définie par les caractéristiques précédente.De même, le tri des pièces peut se faire soit vers l'extérieur de la machine, soit vers l'inténeur, en utilisant soit la force centrifuge soit la force centripète que l'on constate dans ce genre de machine vibrante Dans la représentation de la Fig. 1, le tri des pièces se fait vers l'intérieur de la machine et l'élimination porte sur les pièces 8 alors que les particules abrasives 9 sont recyclées dans la zone de trai tement Z T Dans la variante de cette machine illustrée à la Fig. 4, le tamis 26 est disposé perpendiculairement au cheminement 22 du mélange à l'intérieur du réceptacle 12, si bien que les particules abrasives 9 sont évacuées vers la sortie du réceptacle 12 alors que les pièces façon nées 8 sont réintroduites dans la zone de traitement ZT Dans une telle représentation, le tri s'effectue vers l'extérieur et la réintroduction des pièces en même temps que la séparation des particules abrasives s'obtient à l'aide des moyens schématisés en 23 à action centripète, mais également, pour une telle conception sous l'ef- fet des simples vibrations auquel l'auge 1 est soumise.En effet, alors que les pièces ont naturellement tendance à venir buter contre le tamis 26, il arrivera tat ou tard, au-delà d'un certain volume de pièces, que celles-ci débordent dans la zone de traitement #ZT et reprennent leur premier mouvement circulaire 11. Dans la machine spiralée de la Fig. 3 , le tamis 27 est également disposé perpendiculairement au cheminement 22 du mélange à l'in térieur de la zone de séparation ZS Ainsi, les abrasifs 9 sont évacués en 25 de la machine vibrante tandis que les pièces façonnées 8 sont réintroduites selon la direction centripète 24 à l'aide des moyens schématisés en 23. Le tri des pièces est cette fois exercé vers l'extérieur de la machine.Les moyens d'obturation entre ZT et ZS sont, dans la forme d'exé- cution de la machine spiralée, réalisés soit sous la forme d'un obturateur unique mobile 28 propre à épouser sensiblement la géométrie de la spire int erne 14, soit sous la forme d'un premier obturateur 29 suivi d'une cloison de séparation 30 elle-même suivie d'un deuxième obturateur mobile 31, ainsi qu'il a été schématisé à la Fig. 6. Dans cette représentation de la Fig. 6, un tamis 32 est placé perpendiculairement au cheminement 22 du mélange à l'intérieur de Z et un orifice latéral de sortie 33, dirigé vers l'extérieur, permet aux pièces 8 d'être évacuées en 34 hors de la machine vibrante. Dans le même temps les abrasifs 9, après passage au travers des mailles du tamis 32 sont réintroduits grâce aux moyens 23 à action centripète dans la zone de traitement T T de l'auge 1. Dans la deuxième variante de la machine de la figure 3 illustrée à la figure 5, un obturateur 35 mobile est prévu à ltextrémité de la spire interne 14. Cet obturateur, une fois ouvert, découvre un tamis 36 permettant en 37 le passage des particules abrasives 9 et leur évacuation de la machine vibrante et en même temps assure la retenue de pièces fa çonnées 8, si bien que ces dernières longent le tamis 36, puis glissent sous l'action de la force centrifuge le long de la paroi 38 reliant les extrémités des spires internes 14 et externes 15, et enfin reprennent leur mouvement circulaire 16 dans la zone de traitement.Dans une telle représentation le tri du mélange s'effectue vers l'extérieur de la machine et sans adjonction d'aucun moyen extérieur tel que schématisé en 23, puisque, sous l'effet des vibrations auxquelles est soumise l'auge, le déplacement naturel des pièces est celui qui les amène successi-Jement au contact des parois 14, 36, 38 puis 15. Ainsi, selon la forme d'exécution choisie, selon la disposition de l'orifice de sortie 10 du mélange, selon la position du tamis et enfin selon la position des moyens 23 agissant au niveau de ce dernier pour recycler l'un des deux constituants du mélange de Z à à ZT on obtient le fonctionnement suivant - recyclage des particules abrasives et élimination des pièces (Fig. 1 et 6) ou recyclage des pièces et élimination des particules abrasives (Fig. 3, 4 et 5). - tri des deux constituants du mélange se faisant soit vers l'extérieur de la machine (Fig. 3, 4 et 5) soit vers l'intérieur (Fig. 1 et 6). Naturellement, l'invention n'est pas limitée au mode d'application non plus qu'au mode de réalisation qui ont été mentionnés. On pourrait con cevoir diverses variantes, sans sortir pour autant du cadre de la présente invention, en particulier en ce qui concerne la forme donnée à l'auge 1, le nombre## la disposition des moyens obturateurs, enfin les moyens de réintroduction forcée des pièces selon une direction centripète et schématisés en 23. REVENDICATIONS 1) - Procédé de traitement en continu de pièces façonnées, notamment de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, dans lequel on introduit dans une machine vibrante les pièces à traiter, avec au moins un agent de traitement telles des particules abrasives, dans une zone de travail fermée et horizontale, puis on soumet le mélange ainsi défini à des vibrations caractérisé en ce que l'on transfère ensuite le mélange, sous l'effet des mêmes vibrations dans une zone de séparation communiquante et située dans le même plan horizontal que la zone de travail, puis on sépare un des deux constituants dudit mélange en le recyclant de la zone de séparation à la zone de travail et on extrait l'autre constituant de la zone de séparation de la machine. 2) - Machine vibrante de traitement en continu de pièces façonnées, notamment de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, comprenant une zone de travail Zut' constituée par une auge verticale 1 à fond plat horizontal 2, reliée élastiquement à un support 6, auge dans laquelle est disposé un mélange composé des pièces à traiter8 et d'au moins un agent de traitement telles des particules abrasives 9, ces dernières étant éventuellement immergées dans un liquide auxiliaire de traitement, ladite auge étant soumise à des vibrations appliquant au mélange des mouvements centripète et centrifuge par l'intermédiaire d'un vibrateur 3 entrafné par un moteur 4 et relié à celui-ci au moyen d'un acc ouplement élastique 5 caractérisée en ce que ladite auge constituant la zone de traitement Z T présente, sur une partie de sa surface latérale, au moins un orifice de sortie 10 du mélange, normalement obturé, susceptible de mettre en communication ladite zone de travail ZT avec une zone de séparation Z5 dont le fond est dans le même plan horizontal que celui de l'auge, un tamis sensiblement vertical, d'une dimension de maille intermédiaire entre celles des pièces 8 et des particules abrasives 9, étant disposé sensiblement à l'extrémité de la zone de séparation Z5 et permettant la séparation des constituants du mélange par passage de l'un des deux composants et retenue de l'autre, des moyens 23 agissant en outre au niveau du tamis propres à recycler l'un des deux constituants séparés de la zone de séparation Zs à la zone de travail ZT et des moyens prolongeant la zone de séparation. au delà du tamis pour extraire en 25 l'autre constituant de la zone de de séparation de la machine. 3) - Machine selon la revendication 2 caractérisée par le fait que l'auge 1 comporte un réceptacle secondaire rapporté 12, latéral et exté rieur, constituant la zone de séparation ZS. 4) - Machine selon la revendication 2 caractérisée par le fait que l'auge 1 à fond plat 2 est spiralée, la zone de séparation ZS etant délimitée entre la spire interne 14, la spire externe 15 de ladite spirale et la paroi latérale de l'auge 1. 5) - Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée par le fait que les moyens 23 de recyclage de l'un des deux constituants de la zone de séparation Z5 à la zone de travail Z sontdispo T sés sensiblement normalement au cheminement naturel des pièces, le tamis étant disposé à la sortie desdits moyens 23, perpendiculairement à ces derniers. 6) - Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée par le fait que les moyens 23 de recyclage de l'un des deux constituants de la zone de séparation Z5 à la zone de travail # T sont dis- posés sensiblement normalement au cheminement naturel des pièces, le tamis étant disposé parallèlement à et en arrière desdits moyens 23, vers la sortie 25. 7) - Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée par le fait que les moyens 23 de recyclage de l'un des deux constituants de la zone de séparation Z5 à la zone de travail Z T sontdisposés sensiblement normalement au cheminement naturel despièces ledit tamis étant disposé parallèlement à et en avant desdits moyens 23 afin que la séparation entre les deux constituant,s du mélange s'opère au niveau du tamis et que seul le constituant filtré soit repris par les moyens 23.