Brevet FR2173722A1 — publié le 19731012

La présente invention a pour objet un procédé et une machine vibrante pour le triage, à la fin du traitement, d'un mélange de pièces façonnées et d'agents dudit traitement, notamment d'agents abrasifs ; elle s'applique notamment dans les machines vibrantes de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, d'ébarbage de séchage et dans les broyeurs. Le polissage et le finissage des pièces industrielles est un procédé connu depuis fort longtemps. On a d'abord utilisé des tonneaux rotatifs remplis de billes : leur inconvénient était dû au fait que la rotation de ces tonneaux autour d'un axe provoquait l'écoulement des billes sur elles-mAemes et le martelage continuel des pièces métalliques plongées dans le lit de billes. Des perfectionnements au polissage aux tonneaux sont apparus avec la mise sur le marché de machines vibrantes ou "vibrateurs" à bac droit ou à bac hélicoldal. Les résultats obtenus dans une machine vibrante à bac droit sont largement supérieurs à ceux obtenus dans une machine vibrante à bac héli cotidal car il semble que la transmission de l'énergie et sa répartition soient très homogènes dans un bac droit. Cependant, les vibrateurs à bac droit présentent deux inconvénients a) - l'organe générateur de vibrations du bac et du mélange que ce dernier contient est disposé en-dessous du bac et du fait que la masse de billes représentant l'agent de traitement abrasif est relativement dense, on note en général que c'est le moteur vibrant qui vibre et la masse de billes qui reste inerte a ors que l'inverse devrait être obtenu. On constate d'autre part que le fait de disposer le générateur de vibrations en-dessous de la masse de billes fait sauter celle-ci sur elle-même en provoquant une perte d'énergie considérable et un très mauvais rendement. b) - les pièces métalliques à polir sont plongées dans la masse de billes abrasives et, lorsque le travail est terminé, il faut effectuer le triage des piè ces ce qui constitue une opération longue et onéreuse surtout dans le cas du traitement de très petites pièces. Les solutions actuellement proposées pour le triage ne donnent pas satisfaction : le triage des pièces et de l'agent de traitement est soit un tamisage extérieur et il nécessite alors une deuxième machine d'un encombrement plus grand et un prix de revient plus élevé, soit un tamisage par bac basculant qui consiste à basculer le bas et à le vider sur un tamis.Ce dernier système de triage, quelquefois intégré à la machine vibrante sous la forme d'une grille extérieure sur laquelle le bac rempli vient se vider par basculement, exige pour une contenance identique un bac plus grand et de plus le porte à faux du tamis rend l'ensemble du bac plus fragile et perturbe le mouvement de la masse de billes. La présente invention se propose de remédier aux divers inconvénients précités et, à cet effet, elle a pour objet un procédé et une machine vibrante pour le triage en fin du cycle de traitement de finition du mélange de pièces traitées et d'abrasifs utilisés. Ce système permettant le triage à même la machine est d'un coût réduit, il n'est animé d'aucun mouvement relatif par rapport aux pièces façonnées, donc il ne peut les choquer, et enfin il réduit au minimum les efforts de manutention en particulier en évitant après le traitement la vidange de la totalité du bac ce qui représentait une perte d'abrasifs.Selon une réalisation particulière de l'invention, cette dernière permet d'obtenir un mouvement circulaire ou hélicoïdal de la masse de billes abrasives, donc mobile, à l'intérieur du bac droit, le moteur entra#nant les vibrations restant quant à lui parfaitement immobile. Un procédé pour le triage à la fin du traitement d'un mélange de pièces façonnées et d'agents dudit traitement, notamment d'agents abrasifs, dans une machine vibrante de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, dans lequel on introduit les pièces et les agents dans le bac de la machine vibrante puis on soumet le mélange ainsi défini à des vibrations est remarquable en ce que l'on provoque dans le bac un mouvement circulaire ou héli cotidal dudit mélange, puis on descend dans le bac et en contact avec le mélange un tamis d'une dimension de maille inférieure à celle des pièces et supérieure à celle des agents de traitement on provoque par déplacement transversal dudit tamis dans le fond du bac une division du flux composite de pièces à traiter et d'agents de traitement, d'une part en un premier flux des pièces retenues par le tamis et canalisées entre celui-ci et une paroi longitudinale de la cuve et d'autre part en un deuxième flux d'agents de traitement restant dans le fond du bac après passage entre les mailles du tamis, enfin on relève le tamis en le maintenant soumis aux vibrations de la machine de manière que les pièces se trouvent elles-m8mes évacuées du bac. On décrira ci-après, à titre d'exemple nullement limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue de côté d'une machine vibrante à bac droit selon l'invention. La figure 2 est une vue de face du bac de la machine de la figure 1, juste à la fin du traitement lorsque l'on introduit le tamis. La figure 3 est une vue du bac de la figure 2 dans lequel le tamis exerce la division entre les pièces traitées et les agents de traitement. La figure 4 est une vue du bac droit des figures 2 et 3 illustrant la remontée des pièces traitées et leur évacuation, les agents abrasifs restant dans le fond du bac pour un éventuel traitement ultérieur. La machine vibrante à bac droit selon l'invention est représentée dans son ensemble, schématiquement, à la figure 1. Elle se compose d'un bac 1 allongé reposant par des ressorts hélicoldaux 7 sur un châssis 5 en profilés en U monté sur quatre pieds amortisseurs 8 reposant sur le sol 9. Le bac 1 (figures 2 à 4) est à section transversale en forme de U comportant deux parois verticales longitudinales la et lc, parallèles, et un fond courbe lb sensiblement arrondi. Le bac 1, rempli de la façon la plus homogène possible de pièces à polir 10 et de particules abrasives 11, est soumis à des vibrations par l'intermédiaire d'un organe générateur de ces vibrations. En remplacement du générateur disposé généralement sous le bac, la présente invention propose une disposition originale de l'impulseur de vibrations permettant d'obtenir, à l'intérieur du bac 1, un mouvement du mélange pièces 10-abrasifs 11 qui est, en se référant à la figure 1, soit circulaire comme indiqué par la flèche 12, soit hélicoïdal comme indiqué par la flèche 13. L'impulseur de vibrations comporte aux deux extrémités frontales du bac 1 deux ensembles identiques comportant chacun un moteur électrique 4 relié à un arbre à balourd 2 au moyen d'un accouplement élastique 3.Le châssis 5 supporte les deux moteurs 4 d'une façon rigide, mais règlable ; les deux ensembles identiques composant le générateur de vibrations sont disposés sensiblement sur l'axe 14 passant par le centre de gravité de la masse d'abrasifs 11 et de pièces 10 et ils ont pour but de donner un mouvement de vibration régulier à ce mélange, et ceci en un point quelconque sur toute la longueur du bac, ce mouvement régulier étant, ainsi qu'il a déjà été exprimé, circulaire en projection sur un plan frontal, c'està-dire circulaire 12 ou hélicoïdal 13.Les dimensions et la forme optimales que doit avoir un bac droit de polissage à billes en tenant compte, naturellement, des dimensions de billes abrasives le plus couramment utilisées sont les suivantes : le bac à section droite en U a une largeur comprise entre 25 et 40 cm et de préférence de 30 cm, une hauteur hors tout comprise entre 25 et 40 cm et de préférence à 30 cm et une longueur comprise entre 80 et 140 cm et de préférence de 1 m. Selon une importante caractéristique, la machine proposée selon l'invention comporte des moyens pour effectuer, à même le bac, le triage en fin de traitement des abrasifs 11 et des pièces 10, ces moyens comprenant essentiellement une grille qui, introduite dans le mélange, utilise et profite du mouvement spontané du mélange abrasif des pièces pour effectuer la séparation des deux constituants au niveau de ladite grille dont le déplacement dans le bac est contraire à celui du mélange. En se référant aux figures 1 à 4, le triage est effectué par une grille mobile 6 indépendante de la machine c'est-à-dire normalement maintenue en dehors du bac 1 lors de la phase de traitement, ce qui est un avantage puisque la grille 6 se trouve au repos pendant le travail des billes abrasives. Les mailles de la grille 6 sont d'une dimension inférieure à celle de la plus petite pièce à traiter et supérieure à celle de la plus grosse particule abrasive de manière que l'on assure une séparation parfaite entre les deux constituants du mélange. La grille 6 est articulée en partie haute du bac 1 autour de deux axes latéraux 15 solidaires des plans extrAemes frontaux du bac et situés sensiblement dans le plan longitudinal de symétrie dudit bac. La commande de l'articulation de la grille est classique, par exemple manuelle ou pneumatique. Lorsque le degré de polissage souhaité pour les pièces 10 est atteint, on amène la grille 6 en position de travail tout en maintenant le bac soumis aux mêmes vibrations. La grille 6, avantageusement coudée en 16 en partie basse, est descendue dans le bac le long de la paroi longitudinale la en frottant sur cette dernière, comme indiqué à la figure 2 par la flèche 17. Dès qu'elle se trouve en contact avec le mélange, la grille 6 est entraînée par la masse de billes 11 et de pièces 10 par la propre rotation du lit du mélange sur lui-mEme ; le mouvement de descente amorçé se poursuit donc de lui-m#me, ce qui présente l'avantage d'éviter d'avoir à utiliser des moyens mécaniques pour introduire la grille dans le lit de billes abrasives et de pièces.La grille est ensuite déplacée transversalement, en contact avec le fond lb, et du fait de son déplacement, contraire en tout point au mouvement du mélange, elle retient les pièces 10 tout en laissant passer en 18 les abrasifs (figure 3). Ensuite, on amorce le mouvement de remontée -19 de la grille 6 le long de la seconde paroi longitudinale lc du bac tout en maintenant l'extré- mité 6a de la grille en contact avec la partie extrême du fond lb, puis avec la paroi lc. L'extrémité 6a de la grille décrit donc d'une façon continue la configuration interne de l'ensemble du bac 1 et assure obligatoirement la retenue de toutes les pièces 10 dès que ces dernières viennent à son contact. Le flux composite de pièces à traiter 10 et d'agents de traitement 11 se trouve divisé de la manière suivante - d'une part en un premier flux de pièces 10 retenues par la grille 6 et canalisées dans le compartiment 20 délimité entre la grille, le fond lb et la paroi lc pendant le triage, la grille et la paroi lc après triage lors de la remontée des pièces en vue de leur évacuation - d'autre part en un second flux d'agents de traitement en ll restant dans le fond du bac après passage entre les mailles de la grille donc maintenu dans le compartiment 21 délimité par la paroi longitudinale la et la face arrière de la grille 6. Lorsque la grille remonte son chargement de pièces 10 et se trouve totalement dégagée du bac 1, on procède alors d'une façon quelconque à l'évacuation des pièces triées et polies. Cependant, selon un mode d'utilisation préférentielle, on met en fin de course la grille 6 en appui sur le bac lui mêmenar exemple comme schématisé en traits mixtes à la figure 2. La grille commence à vibrer puisqu'elle est au contact des parois du bac et que cellesci lui transmettent les vibrations. La grille vibrante transmet ses propres vibrations aux pièces 10 et celles-ci se déplacent en 22 sur la grille pour sortir d'elles-mêmes, d'où une évacuation aisée puisque automatique. Les avantages d'un tel tamisage sont nombreux - il est d'un prix de revient réduit - le système de tamisage est au repos pendant le travail des billes - légèreté de la grille non soumise aux vibrations continuelles - les pièces 10 sont en contact avec une grille immobile vis-à-vis desdites pièces, donc on ne provoque aucune déformation ou détérioration des pièces comme il s'en produit fréquemment lors des heurts violents par les systèmes de tamisage - il n'est plus nécessaire de vidanger la totalité du bac pour effectuer -le triage, ce qui évite une perte d'agents de traitements - surtout, on réduit au minimum les efforts de manutention puisque le travail de séparation s'opère dans le bac mssme où a lieu le traitement de polissage et de finissage. L'invention naturellement n'est pas limitée aux modes d'application non plus qu'aux modes de réalisation qui ont été mentionnés ; on pourrait concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. L'invention a notamment été décrite dans le cas particulier des opérations de finissage ou de polissage dans lesquels l'agent de traitement qui est utilisé est un agent abrasif, le plus souvent utilisé sous forme de billes ; l'invention s'applique naturellement aux domaines techniques parallèles classiques, tels que broyage, s'échage, peinture et revêtement en général, ainsi que tous les traitements mécaniques, physiques, chimiques au cours desquels est transformé, modifié, l'aspect des pièces soumises à des vibrations. Selon l'invention et quel que soit le domaine technique considéré, la disposition particulière des ensembles latéraux générateurs de vibrations créent, à l'intérieur de la cuve, une vibration de la masse circulaire en projection transversale, l'intensité de vibration étant homogène pour toute la masse, dans les trois dimensions, alors que tout impulseur de vibrations disposé sous le bac crée des vibrations irrégulières dans la masse contenue, ces vibrations se concrétisant par des déplacements linéaires verticaux des composants de la masse, l'intensité desdits déplacements étant variable pour, en certains points, atteindre même la valeur zéro. REVENDICATIONS 10) - Procédé pour le triage, à la fin du traitement, d'un mélange de pièces façonnées et d'agents dudit traitement, notamment d'agents abrasifs, dans une machine vibrante de finition mécano-chimique, finissage ou polissage, ledit procédé comprenant les phases initiales d'introduction des pièces et d'agents dans le bac #de la machine vibrante, puis une mise en vibration du mélange ainsi défini caractérisé par le fait que l'on provoque dans le bac un mouvement circulaire ou hélicotdal dudit mélange, puis on descend dans le bac, en contact avec le mélange, une grille 6 d'une dimension de maille inférieure à celle des pièces traitées et supérieure à celle de l'agent de traitement 11, on provoque par déplacement transversal de ladite grille dans le fond du bac 1 une division du flux composite de pièces à traiter et d'agents de traitement, d'une part et un premier flux des pièces retenues par la grille 10 et canalisées dans le compartiment 20 entre la grille et une paroi longitudinale verticale lc du bac et, d'autre part, en un second flux d'agents de traitement restant dans le fond du bac après passage entre les mailles de la grille, enfin on relève ladite grille en la maintenant au contact d'une paroi du bac de sorte qu'elle soit soumise aux vibrations de la machine et que les pièces se déplacent d'elles-mêmes sur la grille émergeant du bac jusqu'à l'évacua- tion complète. 20) - Machine vibrante pour le triage, à la fin du traitement, d'un mélange de pièces façonnées et d'agents dudit traitement, notamment d'agents abrasifs pour une finition mécano-chimique, finissage ou polissage, comprenant un bac droit de forme allongée, reposant sur un châssis lequel bac est rempli du mélange de pièces et d'agents et est soumis à des vibrations par l'intermédiaire d'un générateur caractérisé par le fait que le bac droit allongé 1 est à section droite en U et à fond courbe lb sensiblement demicylindrique et que le générateur de vibrations comporte, aux deux extrémités frontales du bac 1, deux ensembles identiques comprenant chacun un moteur électrique 4 et un balourd 2 relié à celui-ci au moyen d'un accouplement élastique 3, les balourds 2 fonctionnant en parfait synchronisme et étant disposés, de chaque caté du bac, sur l'axe 14 passant par le centre de gravité du lit du mélange pour produire dans la masse de celui-ci un mouvement circulaire ou hélicoïdal des pièces et des agents. 30) - Machine vibrante selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le bac a une largeur comprise entre 25 et 40 cm, et de préférence de 30 cm, une hauteur hors tout comprise entre 25 et 40 cm, et de préférence de 30 cm et une longueur comprise entre 80 et 140 cm et de préférence de 1 m. 40) - Machine vibrante selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisée par le fait qu'elle comprend une grille mobile 6, normalement maintenue en dehors du bac lors de la phase de traitement, d'une dimension de maille supérieure à celle des agents de traitement et inférieure à celle des pièces à traiter, cette grille lorsque le traitement de finition est terminé pouvant être descendue dans le bac 1 le long d'une paroi verticale longitudinale la puis déplacée transversalement, en contact avec le fond lb, de manière à délimiter avec les parois longitudinales du bac deux compartiments, à savoir un premier compartiment 20 de retenue des pièces 10, délimité entre la grille 6, le fond lb et la seconde paroi verticale lc, et un second compartiment 21 de maintien de l'agent de traitement 11 délimité par la paroi longitudinale la, la face arrière de la grille 6 et le fond lb, puis remontée verticalement le long de la seconde paroi longitudinale lc du bac tout en maintenant l'extrémité 6a de la grille au contact de la paroi interne dudit bac. 50) - Machine vibrante selon la revendication 4 caractérisée par le fait que la grille mobile 6 est articulée en partie haute du bac 1 autour de deux axes latéraux 15 solidaires des plans extrêmes frontaux du bac et situés sensiblement dans le plan longitudinal de symétrie dudit bac. 60) - Machine vibrante selon la revendication 5 caractérisée par le fait que la commande de l'articulation de la grille est manuelle ou pneumatique. 70) - Machine vibrante selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisée par le fait que la grille 6 est coudée en 16 en partie basse, la partie coudée étant tournée dans le sens de l'avancement de la grille lors de son déplacement au contact du fond lb du bac. 80) - Machine vibrante selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisée par le fait que la grille 6, après dégagement total du bac 1, demeure en appui sur ledit bac de sorte qu'elle soit soumise aux mêmes vibrations.