Brevet FR2270339A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne une machine de dépôt électrolytique, notamment de dépôt d'or pour des pièces de technique dentaire. L'invention concerne notamment un appareil permettant de déposer automatiquement, par voie électrolytique, des matériaux, tels que de Itor, sur des surfaces de pièces métalliques en acier inoxydable martinsiques, austéniques, réfractaires, les alliages de nickel-chrome et chrome-cobalt, des ors et des alliages d'or, de l'argent et des alliages d'arguent et, de façon générale, tous les métaux et alliages pouvant subir-un nickelage. La présente invention a pour but de créer un appareil d'électrolyse, permettant de déposer auto- matiquement un matériau, sans intervention directe au cours des diverses phases de l'opération, et permettant de régler la quantité de produits déposés avec des sécurités suffisantes pour éviter toute fausse manoeuvre en cas de défaillances de l'alimentation en air, en eau, en électricité ou d'un manque d'électrolyte. A cet effet, l'invention concerne une machine caractérisée en ce qu'elle comporte des bacs d'électrolyse et des bacs intermédiaires de nettoyage et de lavage, les divers bacs étant répartis sur une trajectoire circulaire centrée sur le support des pièces, celui-ci, relevable et mobile en rotation, amenant successivement les pièces dans chacun des bacs, l'ensemble étant commandé par des moyens de commande assurant le déroulement synchronisé du mouvement des pièces et le réglage des paramètres physiques des opérations (temps, intensité, tension, etc...) Suivant une autre caractéristique de l'invention, le support des pièces se compose d'une potence et d'un porte-pièces, cet ensemble étant relevable, suivant l'axe, et mobile en rotation, le relevage étant commandé directement par un vérin agissant sur la potence et la rotation étant commandée par un vérin par l'intermédiaire d'une roue à rochet, dont les dents correspondent aux positions de chaque bac. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la potence mobile en translation suivant son axe, sous l'effet du vérin de relevage, coopère avec une tige d'entraînement en rotation du porte-pièces, cette tige étant commandée par l'intermédiaire de ltentralnement à rochet. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les cuves de lavage comportent une alimentation en liquide de lavage, une évacuation du liquide de lavage et un trop-plein évitant leur débordement, la conduite d'alimentation comportant une électro-vanne d'alimentation et la conduite d'évacuation une électro-vanne d'évacuation, les trop-pleins des diverses cuves débouchant en aval de ltélectroovanne d'évacuation, dans la conduite d'évacuation. Enfin, la machine comporte un couvercle venant coiffer les bacs et l'équipage mobile portant la pièce à traiter, ce couvercle, de préférence, en forme de dôme, étant porté par un cadre articulé en deux points sur deux bras, eux-mêmes reliés de façon articulée au bâti, de façon à former au moins un quadrilatère déformable. Suivant un mode de réalisation avantageux, les moyens de commande se composent d'une logique pneumatique et dsun programmateur assurant lealimentation synchronisée des vérins de relevage et de rotation. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible d'effectuer automatiquement et sans aucun réglage en cours d'opération un dépôt électrolytique déterminé, d'une quantité de matériau fixée au préalable. Lors d'une défaillance quelconque d'une alimentation (air, eau, électricité, bain d'électrolyse), l'appareil s'arrête automatiquement et signale cette défaillance à l'utilisateur par l'allumage, le cas échéant d'un voyant lumineux. A partir de ce moment, lorsque la défaillance est réparée, 1'appareil reprend au début l'ensemble des opérations. Toutefois, grâce au moyens de comptage, de la quantité de matériau déposée, ce moyen arrête automatiquement l'électrolyse, dès que la quantité fixée au préalable est atteinte. -Comme la machine s'arrête automatiquement avec relevage du porte-pièces, celui-ci peut rester dans cette position de façon indéterminée, et il n'est pas nécessaire que la personne qui utilise la machine l'enlève automatiquement de son support. Cela permet un fonctionnement très souple de l'installation et ne nécessite aucune surveillance continue puisque toute défaillance se traduit par un arrêt automatique de l'ensemble des moyens de la machine, y compris les alimentations pneumatique et électrique. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation d'une machine automatique de dépôt électrolytique, représentée schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue de face de la machine; - La figure 2 est une vue de dessus de la machine montrant les bacs d'électrolyse et de lavage; - La figure 3A est une vue de détail de dessus du moyen d'articulation du dôme de la machine; - La figure 3B est une vue de coté correspondant à la figure 3A; - La figure 4 est une vue schématique des moyens de commande du porte-pièces; - La figure 5 est une vue de dessus de détail correspondant à la figure 4 et montrant l'ensemble mécanique de commande en rotation du porte-pièces; - La figure 6 est une vue schématique du circuit hydraulique. Félon les figures l et 2, la machine automatique est destinée au dépôt électrolytique et notamment de dépôt d'or sur des surfaces de pièces métalliques en acier inoxydable martensiques, austéniques et réfractaires, les alliages de nickel-chrome et de cobalt-chrome, les ors, et les alliages d'or, l'argent et les alliages d'argent. La machine se compose d'un bâti 1 dont le plateau supérieur 2 comporte les bacs d'électrolyse et de lavage la, 2a .,.., 12a (figure 2). Une potence 3 occupe le centre du plateau supérieur 2. Cette potence permet, par son mouvement, d'amener successivement la pièce qu'il porte dans les divers bacs (1a ...... 12a). L'ensemble des bacs est protégé par un dôme 4. Sur sa face avant, la machine comporte les divers moyens de commande et notamment un moyen d'affichage de l'épaisseur voulue du dépôt 5, un bouton de marche et de remise à zéro 6 avec un- voyant 6', un moyen d'affichage 7 de la surface de la pièce, par exemple en centimètres carrés, un voyant 8 indiquant la rupture de la séquence de fonctionnement et un bouton de commande 9 pour l'agitateur (non représenté). Le dispositif de mesure 10 permet d'indiquer le poids d'or ou plus généralement de métal déposé sur le produit traité. Les bacs la ..... 12a sont répartis à intervalle angulaire régulier autour du centre du plateau supérieur 2 (figure 2). Ces divers bacs permettent de faire le nettoyage de la surface puis son revêtement par dépôt électrolytique. Les bacs la, 5a, 8a, 10a servent à faire l'électrolyse. Les bacs 2a, 4a, 6a, lia sont utilisés pour le lavage des pièces à la sortie des bacs d'électrolyse qui les précèdent, ainsi qugà la sortie du bac 3a contenant une solution d'acide sulfurique à 30 %, pour le nettoyage de la surface après la première électrolyse. Il est préférable, pour avoir un déport électrolytique aussi régulier que possible, que les bacs d'électrolyse proprement dits soient rectangulaires. Par contre, pour gagner de la place et éviter que la machine ne soit trop encombrante, il est très intéressant que les bacs de lavage soient de forme circulaire pour présenter le moindre encombrement. La potence centrale 3 tourne par fractions angulaires de 300 pour amener le support & traiter successivement dans les divers bacs la-12a. Le temps de séjour dans chaque bac -est réglé au préalable. I1 en est de même des divers paramètres concernant le déroulement de l'électrolyse. De façon plus détaillée, le bac la destiné à assurer le dégraissage initial du produit à traiter contient un électrolyte dé dégraissage ayant la composition suivante NaCN : 40 g/l NaOH : 50 g/l Agent mouillant 4 0,75 g/l L1électrôlyse dans le bac la se fait avec une densité de courant de 10 ampères au dm2 et la tension appliquée entre'les électrodes est-comprise entre 4 et 6 volts. Le bac 2a contient de l'eau courante et sert à laver le produit à la sortie du bac la. Le bac 3a contient de l'acide sulfurique à faible concentration. Ce bac sert à un décapage de la surface. A la suite de cela, le bac 4a, qui contient de l'eau courante, sert à enlever les restes d'acide, accrochés au produit, avant que celui-ci ne soit introduit dans le bac d'électrolyse Sa. Ce bac sert à un pré-nickelage au chlorure. Ce bac contient un bain dit de "Woods" L'électro- lyse se fait sous une densité de courant de ltordre de 3 ampères au dm2. h la sortie du bac d'électrolyse Sa, le produit est amené dans un bac de lavage 6a à eau courante qui enlève les restes de bain de pré-nickelage; puis le produit est amené dans le bac7a contenant de l'eau déminéralisée. A la suite de cela, on soumet le produit à une troisième électrolyse dans le bac 8a. Cette électrolyse assure une pré-dorure. La densité de courant, utilisée pour cette opération, est relativement faible. Elle est de l'ordre de 1 ampère au dm2, et sous une tension de 4 à 6 volts. A la suite de cela, on procède au nettoyage du produit dans un bac de lavage 9a contenant de liteau déminéralisée. Puis le produit est amené dans le bac d'électrolyse 10a proprement dit. Dans ce bac, on effectue le dépôt électrolytique voulu en réglant la quantité de courant traversant le bain d'électrolyse. Pour passer d'un bac la ,.,,. 12a à un autre, la potence 3 et le porte-pièces 10, ainsi que la pièce portée (non représentée), effectuent des mouvements ascendants à la verticale des bacs choisis en combinaison avec des mouvements de rotation d'un angle de 30 correspondant à la répartition angulaire des bacs (la-12a). L'ensemble de ces opérations et les moyens pour les réaliser seront décrits ultérieurement. Pour permettre, d'une part, un accès facile au bac d'électrolyse et, d'autre part, pour assurer un rangement simple à la machine, il est particulièrement intéressant de prévoir un couvercle 4 en forme de dôme,- articulé au plateau supérieur 2 ou plus généralement au bâti 1, par des moyens tels que ceux représentés schématiquement aux figures 3A et 3B. Selon ces figures, le dôme 4 est porté par l'intermédiaire d'un cadre pivotant 11 dont seulement une moitié est représentée à la figure 3A. Ce cadre pivotant Il est formé par des fers par exemple soudés, tordus autour de leur axe pour présenter des surfaces planes 11P, li", permettant la fixation du bord 4' de la coupole, par exemple par vissage ou rivetage. Le cadre 11 est articulé en 12 et 13 sur deux bras respectifs 14, 15, eux-mêmes articulés en 16 et 17, au bâti 1. Pour soulever le dôme 4, on agit sur une poignée avant solidaire du bord 4' du dôme et, en tirant sur cette poignée, on bascule le dôme par l'intermédiaire des bras décrits ci-dessus, de sorte que le contour apparent du dôme ne dépasse jamais le plan vertical arrière de la machine. Cela permet de ranger cette machine contre un mur, sans que cela ne gêne le mouvement d'ouverture du dpme. La figure 4 représente, dans le détail, le circuit pneumatique assurant la commande en mouvement de la potence 3 et du porte-pièces 10. Selon cette figure 4, la potence 3 est munie à son extrémité supérieure dsun bloc 18 auquel est fixé le porte-pièces 10. Les moyens d'accrochage proprement dits des pièces n'ont pas été représentés. Le bloc 18 est également solidaire d'une tige 19 formant clavette et qui est solidaire du moyen d'entraînement en rotation. Le montant, forme par la potence 3 et la tige 19, est entouré par une gaine 20 en matière élastique, assurant la protection des organes ci-dessus ainsi que de l'intérieur de la machine, contre les vapeurs corrosives et les gaz d'électrolyse. Selon'la figure 5, la tige 19 est solidaire à son extrémité inférieure d'une roue à rochet 21 commandée en rotation par un vérin pneumatique 22. Ce vérin 22 est commandé en fonction du programme prédéterminé. Selon la figure 4, la potence centrale 3 est portée par un plateau 23, solidaire de la tige 24 du piston du vérin pneumatique 25. Ce vérin 25 est placé dans l'axe de la machine, de façon à s'aligner avec l'axe de la potence 3. Le vérin 25, de préférence à double effet, assure le soulèvement et l'abaissement de la potence centrale 3 et par suite du bloc 18 et ainsi des pièces portées par le porte pièces 10. La rotation d'une fraction de cercle est assurée par le vérin 22. La logique pneumatique 26 commande le déroulement chronologique des opérations d'électrolyse en combinaison avec le programmateur 27. La logique pneumatique ainsi que les vérins sont alimentés à partir d'une source d'air comprime non représenté) qui envoie l'air comprimé à travers la conduite 28 dans un épurateur avec mano-détendeur 29 et un nitro-lubrificateur 30 pour arriver à la logique 26. La figure 5 représente, de façon plus détaillée, le mécanisme d'entralnement en rotation de la potence 3. Le vérin pneumatique 22 est relié de façon articulée à un positionneur oscillant 31 qui porte, de façon articulée, un rochet 32 soumis à l'action du ressort de rappel 33. Ce rochet 32 vient s'enclencher dans les gorges de la roue à rochet 34 solidaire en rotation du montant 3. Cette roue à rochet 34 pressente autant d'encoches qu'il y a de positions d'arrêt, c'est-à-dire 12 dans l'exemple présent. Enfin, il est prévu un cliquet d'arrêt 35 évitant une rotation inverse de l'équipage mobile formé par la potence 3, le porte-pièces 10 et la pièce. Dans cette figure 5, on remarque également la position de la potence centrale 3 et de la tige d'entraînement en rotation 19 ainsi qu'une came 34, solidaire en rotation de la potence 3, et qui porte un ergot 35 coopérant avec un relais pneumatique 36. Cet ergot 35 permet de reconnaître la position initiale de l'équipage mobile. Toute rotation complète de l'ergot 35 correspond à une rotation de 3600 de l'équipage mobile. Le circuit hydraulique d'alimentation et d'évacuation des bacs 2a, 4a, 6a, lia est représenté schématiquement à la figure 6. Chaque bac 2a, 4a, 6a, lia comporte une arrivée d'eau courante 37, reliée à une boucle de distribution 38, elle-même branchée sur la conduite d'alimentation 39, passant par l'électro-yanne 40, reliée au manostat d'eau 41 qui est branché à l'arrivée dreau courante (non représentée). L'évacuation de l'eau courante se fait par les conduites de vidange 42 reliées à la boucle collectrice 43, ellewmême reliée à la conduite de sortie 44, par l'inter-- médiaire de ltélectro-vanne de vidange 45. La conduite de sortie 44 est également reliée aux conduites de trop-plein 46 débouchant dans les cuves 2a, 4a, 6a, lIa. La conduite de sortie 44 va vers l'évacuation. La machine décrite ci-dessus comporte des moyens de sécurité évitant que l'appareil ne fonctionne en cas d'absence d'un seul des moyens nécessaires au fonctionnement. A cet effet, un arrêt se produit en cas de manque de fluide pneumatique (air comprimé), -d'eau,- d'électricité ou d'électrolyte. La potence effectue alors un mouvement de remontée pour sortir la pièce du bac où elle se trouvait. L'appareil s'arrente de fonctionner. L'interdiction de l'appareil ne peut être supprimée que par la remise au point initial de la potence 3 et du porte-pièces 10. A partir de ce moment, appareil effectue nécessairement une nouvelle fois tous les mouvements qu'il a déjà effectués. Toutefois, le dépôt électrolytique est comptabilisé par le moyen de comptage 10 si bien que le nouveau dépôt électrolytique se limitera à un dépôt complémentaire pour arriver au poids total fixE initialement. On a décrit ci-dessus l'opération relative à un seul dépôt électrolytique avec un seul cycle de fonctionnement. I1 est évident que, suivant la nature des dépôts à réaliser, il peut être intéressant, voire nécessaire, d'effectuer le dépôt électrolytique en plusieurs couches avec des bains identiques ou différents au cours de chaque cycle. Dans ce cas, les mouvements se répètent comme décrit ci-dessus. Les divers temps de séjour dans les bacs de nettoyage ou d'électrolyse préalable sont réglés en fonction des bains, sur le programmateur. Ces opérations ne seront pas décrites en détail. Enfin, les bacs d'électrolyse la, 8a, et 10a comportent des anodes en acier inoxydable à 2 de molybdène de type NSMC. Le bac d'électrolyse 5a est muni d'anodes solubles en nickel pur électrolytique. Ces anodes sont dépolarisées. Enfin, avant de procéder au traitement des pièces, à l'aide de la machine, il est intéressant de les pré-dégraisser, par exemple par voie ph.ysicovchimique à l'aide de perchloréthylène ou avec d'autres produits classiques utilisés pour le dégraissage. A la fin d'un cycle, l'appareil s'arrête automatiquement, les cuves, contenant l'eau courante 2a, 4a, 6a, îîa, se vident, et la potence 3 ainsi que le porte-pièce 10 se soulèvent pour sortir la pièce traitée du bain et la laisser sécher. Les circuits pneumatique et électrique sont coupés et la machine est alors à l'arrêt. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortirdu cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Machine de dépôt électrolytique, notamment de dépôt d'or pour des pièces formant des prothèses dentaires, machine caractérisée en ce qu'elle comporte des bacs d'électrolyse (la, 5a, 8a, fOa) et des bacs intermédiaires de nettoyage et de lavage (2a, 3a, 4a, 6a, 7a, 9a, lia, 12a), les divers bacs étant répartis sur une trajectoire circulaire centrée sur le support des pièces (3, 10), celui-cit relevable et mobile en rotation, amenant successivement les pièces dans chacun des bacs (la-12a), l'ensemble étant commandé par des moyens de commande assurant le déroulement synchronisé du mouvement des pièces et le réglage des paramètres physiques des opérations (temps, intensité, tension, etc...). 20) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support des pièces se compose d'une potence (3) et d'un porte-pièces (10), cet ensemble étant relevable, suivant l'axe, et mobile en rotation, le relevage étant commandé directement par un vérin (25) agissant sur la potence (3) et- la rotation étant commandée par un vérin (22) par l'intermédiaire d'une roue à rochet (21), dont les dents correspondent aux positions de chaque bac (la-12a). 30) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la potence (3) mobile en translation suivant son axe, sous l'effet du vérin de relevage (25), coopère, avec une tige d'entraînement en rotation (19) du porte-pièces (10), cette tige (19) étant commandée par l'inter- médiaire de l'entrainement à rochet (21). 40) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cuves de lavage (2a, 4a, 6a, lia) comportent une alimentation (37) en liquide de lavage, une évacuation (42, 44) du liquide de lavage et un trop-plein (45) évitant leur débordement, la conduite d'alimentation comportant une électro-vanne d'alimentation (40) et la conduite d'évacuation une électro-vanne d'évacuation (45), les trop-pléins (45) des diverses cuves débouchant en aval de l'électro-vanne d'évacuation (45), dans la conduite d'évacuation (44). 50) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que toutes les conduites d'alimentation (37) et toutes les conduites d'évacuation (42) des cuves de même type sont reliées à une boucle d'alimentation (38) ou une boucle dtévacuation (43) commune, commandées, dans chaque cas, par une seule électro-vanne (40, 45). 60) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un couvercle (4) venant coiffer les bacs (la-12a) et ltéquipage mobile (3, 10, 18, 19, 20) portant la pièce à traiter, ce couvercle (4), de préférence en forme de dôme, étant porte par un cadre articulé en deux points (12, 13) sur deux bras (14, 15), eux-mêmes reliéS de façon articulée (16, 17) au bâti (1), de façon à former au moins un quadrilatère déformable. 70) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande se composent d'une logique pneumatique (26) et d'un programmateur (27) assurant l'alimentation synchronisée des vérins de relevage (25) et de rotation (22).