Brevet FR2332346A1 — publié le 19770617

la présente invention concerne les tonneaux destinés à contenir des pièces en vrac lors de l'application d'un traitement chimique ou électrochimique à celles-ci, par exemple un traitement ou revetement de surface. Il s'agit donc de tous procédés chimiques ou électrochimiques permettant, soit de modifier la structure de la surface d'une pièce, soit de réaliser un dépôt métallique ou non sur cette même surface; le but poursuivi pouvant entre, soit une modification des caractéristiques mécaniques, soit une amélioration de l'aspect de surface ou une protection anti-corrosion. Pour les traitements de ce genre, les pièces à traiter sont généralement placées en vrac dans des tonneaux ou tambours rotatifs à axe de rotation horizontal. Ces tonneaux sont destinés à contenir ces pièces pendant toute la durée du traitement et des opérations annexes, c'est-à-dire à la fois pendant l'immersion de ces pièces dans des cuves de traitement et pendant le transport de ces mêmes pièces d'une cuve à une autre. En effet, ces tonneaux ou tambours sont intéés à la channe de traitement correspondante. Ces tonneaux ou tambours sont habituellement constitués par un fût, polygonal ou cylindrique, suspendu horizontalement sous un châssis, équipé d'un dispositif d'entratnement de ce fût en rotation. Pour les traitements électrolytiques, l'appareil est complété par des organes appropriés d'amenée de courant. Dans presque tous les cas, les fûts sont perforés et munis d'une porte à ouverture et fermeture manuelles, pour le chargement et le déchargement des pièces. Cependant les opérations de oharge- ment et de ddchargement impliquent l'intervention manuelle d'un opé rateur, ce qui ne permet pas 1 ltautomatisation complète de la chalaze de traitement. D'autre part, avec de tels fûts, le rendement de l'opération est relativement faible. En effet, ce rendement est fonction du coefficient de renouvellement de la solution de traitement à l'inté- rieur du fût. Or, dans un tonneau à porte, ce renouvellement ne peut s'effectuer qu'à travers les perforations de la paroi de celui-ci, lesquelles ont obligatoirement une surface limitée. De plus > comme c'est par cette surface perforée que s'évacuent les dgagements gazeux (essentiellement de lthydrogine) produits lors de l'électrolyse des solutions, la limitation relative de cette surface oblige à réduire le courant de traitement et par suite à diminuer la vitesse de dépôt. Pour éviter cette sujétion, il a déjà été proposé des appareils comportant des fats rotatifs animés de mouvements d'oscillation pendulaire dont la partie supérieure présente une ouverture dépourvue de toute porte. En phase de traitement, le fAt est animé de mouvements d'oscillation d'amplitude contrôlée, au lieu du traditionnel mouvement de rotation continue, de telle façon que la partie ouverte du fAt soit toujours placée au-dessus du plan de l'axe horizontal. Four le déchargement dlun tel fût, il suffit de faire effectuer à celui-ci un demi-tour complet pour amener llssuverture à la partie inférieure afin que les pièces puissent s'évacuer librement. Mais les appareils de ce genre ont pour inconvénient de présenter un faible coefficient de remplissage pour un même volume, donc une même charge, ceci implique de prévoir un fdt de dimension beaucoup plus grande. De ce fait, toutes les cuves de traitement, ainsi que tous les accessoires des installations correspondantes, doivent entre surdimensionaés, ce qui entratne un gaspillage des surfaces au sol, de l'énergie utilisée, etc.De plus, ces appareils présentent un certain nombre d'autres inconvénients secondaires, notamaent : - faible brassage des pièces, dû à l'absence de rotation complète du fiat; - difficulté assurer, avec une fiabilité satisfaisante, les con tacts électriques rotatifs d'amenée de courant; - difficulté de contrôler de façon suffisamment siire l'amplitude d'oscillation du fuit. Il existe également des tonneaux de traitement dits "cloche" qui, par leur conception, nécessitent un dispositif annexe modifiant l'inclinaison ou la position du fiit par.rapport au châssis ou à l'ensemble support lors du chargement ou du déchargement et dont le coefficient de rempliseage est encore plus faible que celui des ton neaux oscillants. De plus, il Bwagit 1à d'appareils compliqués et qui présentent un certain nombre d'inconvénients, tant sur le plan pratique qu'au point de vue prix de revient. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un n3uveau type de tonneau dont la conception est telle que celui-ci ne présente pas les inconvénients exposés ci-dessus. A cet effet, ce tonneau est conçu de façon à faciliter les opérations de chargement et de ddchargement et à pouvoir entre intégré dans des channes de traitement automatisées sans provoquer de rupture de charge. Cepen dant ce tonneau est également conçu pour augmenter les rendements obtenus habituellement et pour obtenir un certain nombre d'autres avantages qui apparaitront par la suite. Â cet effet, le tonneau selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que son axe est vertical et sa paroi latérale est formée par au moins une virole inférieure fixe et une virole rotatif ve disposée au-dessus, cependant que son fond est constitué Par un élément mobile permettant de décharger par le bas ce tonneau dont le chargement est réalisé par le haut. Pans une forme de réalisation avantageuse, il est prévu, à l'intérieur de ce tonneau, des organes mobiles aptes à brasser les pièces à traiter et dont l'entrattement en mouvement est assuré du fait même de la rotation de la partie mobile de celui-ci. Cependant d'autres particularités et avantages de l'objet de 1 'invention apparaitront au cours de la description suivante. Celleci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure t est une vue en coupe verticale d'un tonneau selon l'in vention représenté lors de son immersian dans une cuve de traitement; a figure 2 est une vue schématique en perspective de certains des organes constitutifs de ce tonneau. Conformément à la caractéristique essentielle de l'objet de l'invention, le présent tonneau, désigné par la référence générale 1, est monté de façon que son axe soit disposé verticalement. Ce tonneau est suspendu au-dessous d'un cht88i8 2 qui 1XLS sert de support. Ce chEssiss peut entre muni de moyens de préhension permettant de l'intégrer dans une channe de traitement automatique, de façon que le tonneau 1 soit immergé successivement dans les différentes cuves 3 de traitement de cette installation. Les parois du tonneau I sont constituées par trois viroles superposées 4, 5 et 6. Parmi celles-ci, les deux viroles extrSmes 4 et 6 sont fixes, cependant que la virole intermédiaire 5 est entratnée en rotation autour de l'axe vertical du tonneau. Les deux viroles fixes sont solidarisées avec des bras verticaux 7, eux-mêmes solidaires du châssis 2. Cette solidarisation est assurée par des moyens d'assemblage appropriés qui sont représentés schématiquement en 8 et 9 sur la figure 1. Quant à la virole mobile 5, elle est entratnée en rotation par un arbre vertical creux 10 disposé au centre du tonneau. A sa partie supérieure, cet arbre est accouplé, par l'intermédiaire d'un réducteur Il à vis sans fin et roue tangente, avec un moteur d'entratne- ment 12. Les viroles fixes et mobile, ainsi que l'arbre creux 10 sont réalisés en matériau plastique perforé. Cependant ils peuvent également être réalisés en tout autre matériau approprié, en fonction de la nature des traitements à effectuer. Au niveau de la virole mobile 5, l'arbre 10 porte trois axes radiaux 13a, 17 et 13c disposés dans un plan horizontal. Les extrémités de ces axes traversent la paroi de la virole 5 et, à l'extérieur de celle-ci, elles portent chacune un pignon conique respecti vement I 4a, 14b et 14c engrenant avec une crémaillère annulaire fixe 15 entourant le tonneau au niveau de la virole 6, le profil de cette crémaillère étant également conique. A ce sujet, il convient de noter que l'un des axes radiaux so linaires de l'arbre rotatif 10, en l'occurence l'axe 13, porte un manchon 16 librement rotatif, sur l'extrémité duquel est fixé le pignon conique correspondant 14c. Dans ces conditions, lors de la rotation de la virole mobile 5 sur elle-mtme, le manchon 16 se trouve entraîné en rotation du fait de ltengrbnement du pignon conique 14c avec la crémaillère annulaire 15. Or, le manchon 16 est muni de bras radiaux 17 aptes à assurer le brassage des pièces disposées en vrac à l'intérieur du tonneau 1. Quant aux deux autres axes radiaux 13a et 13b, ils sont sim- plement pourvus de bras fixes pendants 18a et 18b, destinés à entraîner la masse des pièces en rotation autour de l'axe vertical du tonneau. Cependant la forme, ainsi que le nombre de ces bras d'entrai- nement, peuvent être modifiés suivant la nature des pièces à traiter et le genre de traitement à réaliser. il en est de même évidemment pour les bras rotatifs de brassage 17 prévus sur l'axe horizontal 13@. A sa partie inférieure, la virole inférieure 6 présente une portion conique 19. L'ouverture délimitée par celle-ci est obturée par un fond mobile 20. Celui-ci présente une forme conique de conicité inverse à celle de la partie inférieure de la virole 6. Ce fond mobile est solidaire de l'extrémité inférieure d'un axe vertical de commande 21 disposé à l'intérieur de l'arbre creux 10. À son extrémité supérieure, cet axe est pourvu d'un dispositif de commande et de verrouillage 22 représenté schématiquement sur la figure 1. Ce dispositif assure le maintien du fond mobile 20 dans sa position de fermeture illustrée par cette même figure et ce, pendans toute la durée du traitement des pièces contenues dans le tonneau 1. Cependant ce même dispositif permet également de faire coulisser l'axe de manoeuvre 21 vers le bas pour amener le fond 20 en position d'ouverture afin d'évacuer les pièces par le bas à l'issue du traitement réalisé. Dans ces conditions, le présent tonneau peut donc être chargé par le haut et vidé par le bas. Pour la première opération, une goulotte de chargement 23 est prévue à la partie supérieure du tonneau. Quant au déchargement par ouverture du fond mobile 20, il peut être commandé automatiquement par des moyens appropriés venant agir sur le dispositif de commande 22 de l'axe de manoeuvre 21. Ces moyens de commande peuvent consister par exemple en un système de cames prévues sur le bord de la-cuve ou du poste de déchargement, de façon que l'ouverture du fond.mobile 20 soit commandée lorsque le tonneau 1 est amené à ce poste. Le tonneau représenté à la figure I est destiné à Entre utilisé pour des traitements électrolytiques. A cet effet, une anode sèche insoluble 24, de forme tubulaire, est disposée à l'intérieur de 1' arbre creux 10. Cette anode se trouve donc axée dans la masse des pièces à traiter, et à très courte distance de celles-ci. Par ail- leurs, l'alimentation des pièces en courant s'eîfectue par IOinter médiaire de plots fixes 25 portés par la virole fixe inférieure 6 et qui sont reliés directement à un conducteur d'amenée de courant 26 disposé à l'intérieur des bras fixes 7 déjà mentionnés et qui sont creux.Cet agencement comporte donc des connexions fixes en évitant tous contacts rotatifs et les inconvénients qui en résultent. La disposition du présent tonneau selon un axe vertical a pour avantage essentiel de faciliter les opérations de chargement et de déchargement et d'en permettre l'automatisation, ce qui rend possible l'intégration de la chaine de traitement, comportant ce ou ces tonneaux, dans une unité complète de fabrication automatique. Nais, cette disposition particulière du tonneau présente également un cer tain nombre d'autres avantages très intéressants. L'un de ceux-ci réside dans l'importance du coefficient de remplissage qui est de l'ordre de 50 % en électrolyse et de 80 % en traitement chimique. 1l s'agit donc d'un coefficient de remplissage plus important que dans le cas des tonneaux de traitement traditionnels. Cependant, l'agencement du présent tonneau permet également d'obtenir uns augmentation du rendement des traitements réalisés. Cette augmentation est principalement due au fait que le tonneau est complètement ouvert à sa partie supérieure, ce qui permet aux déga- gements gazeux de s'échapper librement, de sorte qu'il est possible d'utiliser un courant plus important en augmentant par là même, la vitesse de dépôt. Pour accroître encore cette vitesse de dépôt, il est possible de prévoir une pompe de circulation permettant le renouvellement continu de la solution de traitement à l'intérisur même du tonneau par aspiration de cette solution dans la cuve à l'extérieur du tonneau et le refoulement de la solution ayant déjà circulé dans le tonneau, ou vice versa. Un autre avantage encore du présent tonneau réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir plusieurs dimensions pour celui-ci. En effet, suivant l'importance des installations à équiper, il est possible d'associer plusieurs fbts sous un même chassis leur servant de support commun. Cette structure permet également de rendre modulaire la plupart des autres éléments d'une channe de traitement. Rien entendu, le dispositif de tonneau selon l'invention n'est pas limité au seul exemple de réalisation qui a été décrit à simple titre indicatif. Ainsi, au lieu d'hêtre parfaitement vertical, l'axe du tonneau pourrait entre incliné sous réserve que les pièces puis sent néanmoins s'évacuer par simple gravité lors de l'ouverture du fond mobile. Par ailleurs, il est possible d'agencer différemment les organes de brassage et d'entrainement prévus à l'intérieur du tonneau. La paroi de celui-ci peut être formée par un nombre diffé rent de viroles de hauteur plus ou moins grande. Ainsi, il est pos E le de prévoir seulement deux viroles, l'une fixe à la partie in inférieure et ltantre rotative à la partie supérieure. Mais, inversement, il serait possible de prévoir un plus grand nombre de viroles, alternativement fixes et mobiles, dont la paroi interne peut être pourvue de bossages ou autres reliefs susceptibles de faciliter le retournement des pièces à traiter. Les organes et dispositifs prévus pour assurer les différentes commandes nécessaires peuvent être modifiés. notamment, il est possible d'utiliser des dispositifs de commande différents pour assurer l'ouverture du fond mobile au poste de déchargement, puis sa fermeture au poste de chargement et son maintien ultérieur dans cette position. Au lieu d'être intégré à une installation automatique de traitement, le présent dispositif peut être utilisé manuellement. Comme il a déjà été indiqué, le présent dispositif est destiné à autre utilisé pour différentes sortes de traitements chimiques ou électrochimiques, notamment les traitements et revêtements de surface. Les pièces å traiter peuvent être de nature quelconque. I1 peut s'agir notamment de pièces en métal ou matière plastique, plus ou moins importantes, telles que les accessoires d'appareils électro mén2gers, de cycles, d'automobiles, des articles de visserie ou de boulonnerie, des ébauches de pièces, etc. REVED ICA T IONS 1.- Dispositif destiné à contenir des pièces en vrac lors de l'application d'un traitement chimique ou électrochimique à celles-ci par immersion dans un ou plusieurs bains de traite ment, comportant un tonneau destiné à recevoir ces pièces et qui est monté rotatif sous un châssis lui servant de support, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'axe de ce tonneau est disposé verticalement ou selon une orientation légèrement inclinée, et sa paroi latérale est formée par au moins une virole inférieure fixe et au moins une virole rotative dispo sée au-dessus, cependant que son fond est constitué par un élément mobile associé à des organes de commande permettant d'assurer son ouverture pour l'évacuation des pièces par le bas alors que le chargement est effectué par le haut. 2.- Un dispositif de tonneau selon la revendication 1, caractéri sé en ce qu'à l'intérieur de celui-ci, il est prévu des orga nes mobiles de brassage dont l'entraînement est assuré par des moyens mécaniques, eug-mêmes actionnés par l'entraSnement en rotation de la virole mobile. 3.- Un dispositif de tonneau selon la revendication 1, caractéri sé en é que l'entranement en rotation de la virole mobile est assuré par un arbre vertical disposé au centre et por tant, au niveau de cette virole, des axes horizontaux rayon nant autour de cet arbre et dont les extrémités, situées à i extérieur, sont munies de pignons librement rotatifs engre nant avec une crémaillère annulaire entourant ce tonneau. 4.- Un dispositif de tonneau selon les revendications 2 et 3, ca ractérisé en ce que les organes de brassage sont portés par un manchon montd librement rotatif autour de i l'un des axes radiaux solidaires de arbre vertical d'entraSnement et ce manchon est solidaire du pignon prévu sur l'extrémité de l' axe correspondant, de sorte qu'il se trouve ainsi entraîné en rotation lors de l'engrènement de ce pignon avec la crémail- libre annulaire. 5.- Un dispositif de tonneau selon la revendication 4, caractdri- sé en ce que des bras fixes d'entraînement des pièces sont suspendus aux autres axes radiaux, solidaires de l'arbre ver tical d'entratnement. 6.- Un dispositif de tonneau selon l'une des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que l'arbre vertical d'entraine- ment est creux et l'élément mobile d'obturation du fond est solidaire d d'une tige verticale de manoeuvre située à l'inté- rieur de cet arbre et dont l'extrémité supérieure est accou plée à des moyens de commande et de verrouillage susceptibles d'assurer d'une part l'ouverture du fond pour la vidange du tonneau et le maintien de cet élément mobile en position d' obturation avant remplissage du tonneau et pendant toute la durée du traitement. 7.- Un dispositif de tonneau selon l'une des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'en plus de la virole inférieure re fixe et de la virole rotative placée au-dessus, il est prévu une ou plusieurs viroles supplémentaires, qui peuvent être alternativement fixes et mobiles. 8.- Un dispositif de tonneau selon l'une des revendications pré cédantes, caractérisé en ce que l'élément mobile d'obturation du fond est de forme conique et la partie inférieure de la virole fixe inférieure est également conique, mais de conici té inverse. 9.- Un dispositif de tonneau selon l'une des revendications pré cédentes, destiné à Entre utilisé pour des traitements élec trolytiques, et caractérisé en ce qu'il est prévu une anode sèche à l'intérieur de l'arbre vertical d'entrainement et des plots de contact sur la paroi interne de la virole inférieure fixe, ces plots étant raccordés par des connexions fixes à un conducteur d'amenée de courant.