Brevet FR2372679A1 — publié le 19780630

La présente invention concerne une machine à vibration pour la finition automatique de la surface de pièces usinées par exemple mstalliques. Ainsi qu'on le sait chaque pièce ou détail ou élément provenant d'un usinage mécanique en petite ou grande série peut requérir un traitement de surface tel qu'un polissage et une finition pour lui assurer une présentation de qualité finale. Pour réaliser ce polissage et cette finition de façon satisfaisante et sans incidence pratique sur le coût du produit, on a réalisé des machines vibrantes dans lesquelles les pièces à polir et à finir sont traitées automatiquement et en grand nombre en vue d'atteindre les caractéristiques désirées0 Ces machines vibrantes présentent, dans les grandes lignes: un bol ou cuve dans lequel on introduit les pièces brutes d'usinage à parachever, de même que des granules abrasifs de profil et dimensions appropriés; un générateur de vibrations capable de faire osciller ladite cuve de façon que les pièces usinées introduites dans ladite cuve soient rendues lisses ou polies par leur contact de frottement avec les granules abrasifs; et en outre des moyens qui assurent automatiquement, une fois un traitement terminé, la séparation des pièces traitées et désormais finies sous l'effet des granules abrasifs et le recyclage de ces derniers en vue d'un traitement consécutif. Pour prendre connaissance d'une manière plus détaillée des machines vibrantes actuellement existantes, on se référera en particulier aux brevets des Stats-Unis d'Amorique Ne. 3.811.231 et N . 3.844*071. Une caractéristique commune à toutes les machinons vibrantes ou à vibration réalisées jusqu'à ce jour consiste en la séparation des granules abrasifs à partir des pie ces finies par l'intermédiaire de cribles ou tamis ou grilles dimensionnés de façon à ne laisser passer uniquement que les granules abrasifs, ou d'une façon différente uniquement que les pièces finies, qui sont alors respectivement recyclés dans la cuve de la machine et déchargés vers d'autres postes de traitement consécutifs. Lesdits cribles sont prévus en regard d'ouvertures qui interromperrt la ligne ou gouttière de déchargement, ou de recyclage, des éléments contenus dans la cuve. Les moyens de séparation et de déchargement décrits sommairement ci-dessus, présentent certains inconvénients.En effet, avec lesdits cribles ou tamis, la séparation entre les pièces finies et les granules abrasifs a lieu par une chute des granules dans une zone de hauteur maximale et, par suite, de façon particulièrement énergique. Il peut en résulter des rayages sur les pièces déjà parfaitement lisses toujours présentes sous le cribles ces rayagess Stant dans dûs à à un choc éventuel par la matière en enute de 8me qu'au brusque mouvement rapide de glissement mutuel provoqué par la séparation sur le crible. Sn outre, lorsque le crible est prévu, coupe cela peut être convenable pour éviter des engorgements, ea un point avancé du canal de déchargement des pièces finies, il peut encore se produire que les pièces finies et les granules abrasifs avancent ensemble sur le m8me canal de déchargement tant que ledit crible n'a pas été atteint. Ceci peut conduire à des irrégularités dans la finition des pièces usinées du fait que la machine vibrante est toujours exactement calibrée pour obtenir des mouvements et déplacements particuliers de la masse contenue dans la cuve oscillante. Cette cuve est dotée d'un profil particulier, en général toroïdal qui favorise des mouvements de translation par rotation de type hélicoïdal des éléments contenus dans ladite cuve.Il s'ensuit que pendant un cycle de traitement, les pièces usinées sont polies par des éléments abrasifs qui agissent sur elles pratiquement toujours suivant les mêmes mouvements, en assurant l'obtention d'une finition uniforme et rdgulière. Au contraire, dans le secteur défini par le canal de déchargement, les granules abrasifs et les pièces en cours de finition doivent nécessairement accomplir, en raison de la forme différente du canal de déchargement par rapport à la cuve, des mouvements différents de ceux qu'ils accomplissent dans ladite cuve. I1 peut ainsi se produire des irrégularités dans la finition, qui annulent partiellement la qualité du traitement précédemment effectué dans la cuve.Ces irrégularités dans les mouvements mutuels entre les granules abrasifs et les pièces finies le long du canal de déchargement de ces dernières sont en partie accrues par le fait que les cribles ralentissent et entravent partiellement le mouvement de la masse s'écoulant le long du canal de déchargement étant donné que, par les secteurs de leur réseau perpendiculaire à la ligne d'avan- cement, lesdits cribles engendrent des obstacles et des butées pour ceux des éléments qui, par suite de leurs dimensions, ne tombent pas entre les mailles desdits cribles. En présence de la situation précitée, la Demanderesse a éprouvé le besoin de concevoir une machine vibrante dotée de nouveaux moyens de séparation et de déchargement des éléments contenus dans celle-ci, qui puissent être en mesure de pallier les inconvénients mentionnés oi- dessus. Le but principal de l'invention consiste en effet à résoudre le problème technique de la conception et de la realisation-d'une machine vibrante dotée de moyens aptes à séparer automatiquement, graduellement et sans mouvements brusques les granules abrasifs des pièces finies. Un autre objectif important de 11 invention consiste à concevoir une machine dans laquelle la séparation entre les granules abrasifs et les pièces finies puisse avoir lieu continuellement et graduellement dès le début de l'introduction de ceux-ci le long du canal de déchargement, de façon à empêcher pratiquement le contact entre le matériau abrasif et les -pièces finies durant ledit déchargement. Un autre objectif de l'invention, mais nullement le dernier, consiste enfin à convevoir une machine praticulièrement simple, économique et de réalisation facile. Lesdits objectifs sont essentiellement atteints par la machine selon l'invention pour la finition automatique de pièces usinées, laquelle comprend un socles une cuve montée de façon à pouvoir osciller sur ledit socle et propre à contenir des granules abrasifs et des pièces à parachever, un générateur de vibrations associé à ladite cuve, des moyens aptes à séparer les granules abrasifs des pièces finies et à décharger ces dernières de ladite cuve, et caractérisée par le fait que lesdits moyens sont constitués par un convoyeur continu monté sur ladite cuve et apte à définir un canal qui s'étend en continuité entre le fond et l'extérieur de ladite cuve, et par le fait que le long dudit canal saillent des nervures de guidage orientées en concordance entre elles et s#arées, transversalement à leur direction d'extension, d'une mesure intermédiaire entre la mesure de l'espace occupé par les granules abrasifs et celle de l'espace occupé par les pièces à parachever dans ladite cuve, lesdites nervures de guidage séparant en plans de glissement superposés lesdits granules abrasifs et lesdites pièces en cours de finition pour convoyer ces dernieres à l'extérieur de ladite cuve et pour recycler les granules abrasifs. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de quelques formes de réalisation données à titre d'exemples préférés, mais nullement exclusifs, de la machine conforme à l'invention, en référence aus dessins annexés, donne à titre indicatif, mais non limitatif, dans lesquels: : La figure 1 représente une vue de la machine de l'invention suivant l'une de ses formes de réalisation; La figure 2 représente encore une vue de la machine de l'invention suivant une autre forme de réalisation; La figure 3 représente une vue en coupe de la machine de la figure 1 en état de fonctionnement, prise le long de la ligne III-III; La figure 4 représente une vue en coupe de la machine de la figure 2 en état de fonctionnement, prise le long de la ligne IV-IV; La figure 5 représente une vue en coupe verticale d'une partie de la machine de l'invention; et La figure 6 représente une vue en plan mettant en évidence un élément de la figure 5. En se référant auxdites figures, on peut voir que la machine vibrante conforme à l'invention est essentiellement constituée par un socle 1 rigidement placé au sol, qui soutient de façon à ce que celle-ci puisse osciller, par exemple par l'intermédiaire d'éléments élastiques, une cuve 2 qui présente, dans les exemples de réalisation représentés, un profil toroidal à fond de section en demi-cercle. Centralement à la cuve 9 est ménagé un orifice 3 à l'intérieur duquel est logé un générateur de vibrations apte à faire osciller la cuve 2 de façon à conférer à la masse de granules abrasifs et de pièces usinées introduits dans ladite cuve un mouvement de préférence de type hélicoidal.Pour une plus grande compréhension de la structure qu'il est possible de donner au générateur de vibrations et des mouvements qu'il est possible de conférer à la masse intérieure à la cuve 2, pour le polissage et la finition des pièces usinées, on se référera à la technique connue et particulièrement aux brevets des Etats-Unis d'Amérique n0. 3.811.231 et n . 3.844.071, préoitds. il est prévu que la cuve 2 soit associée à des moyens propres à séparer les granules abrasifs des pièces finies et à décharger ces dernières en vue de traitements consécutifs éventuels, tandis que les premiers mentionnés, à savoir les granules abrasifs ou le matériau abrasif quelconque employé, sont recyclés en un point avancé de hauteur minimale afin d'éviter que l'impact entre les abrasifs et les pièces puisse endommager ces dernières en phase de déchargement. Conformément à l'invention, lesdits moyens sont avantageusement constitués par un convoyeur continu 4 monté sur la cuve 2 en position soulevée par rapport au fond de celle-ci.Le convoyeur continu 4 définit en pratique un canal qui s'étend en continuité entre le fond de la cuve 2 et un bord supérieur de celle-ciD Ledit canal est bordé par des rampes ou rebords 5 et est muni d'un plan de base 6. A partir de ce dernier se dressent dess nervures de guidage 7 qui sont essentiellement constituées par des lames parallbles entre elles et perpendioulaires au plan de base 6. Comme représenté sur les figures 3 et 42 les nervures de guidage ou lames 7 ont une distance mutuelle, dans un sens transversal à leur trajet, qui est intermédiaire des grosseurs des# granules abrasifs 8 et celles des pièces usinées 9.Le convoyeur continu 4 est essentiellement constitué par une partie principale 4a rigide et fixée sur la cuve 2, et par un déflecteur de raccordement 4b monté basculant par l'une dé ses extrémités, sur la partie principale 4a et pouvant venir s'appliquer par sa partie opposée contreprofilée sur le fond de la cuve 2. Avantageusement, les lames 7 sont prévues non seulement sur la partie principale 4a du convoyeur 4, mais également sur le déflecteur de raccordement 4b. Comme cela apparaît en particulier dans la figure 5, pour le soutien du déflecteur de raccordement 4b en position relevée à partir du fond de la cuve 2, sont prévus des moyens de commande dudit déflecteur qui comprennent un levier d'arrêt 10 monté oscillant jusqu'à s'effacer dans une paroi latérale de la cuve 2 en regard dudit déflecteur et un levier de commande 11 muni d'une manette, pour l'actionnement manuel du levier d'arrêt 10. D'une manière plus détaillée, on observe que le levier d'arrêt 10 est soutenu par un premier pivot 10a associé à un support 12 en forme de console fixé sur l'extérieur de la cuve 2.Comme on peut le voir sur les figures t et 2 le support 12 est situé sur la paroi latérale extérieure de la cuve 2 en regard de la zone de la cuve qui est balayée par le déflecteur de raccordement 4 dans son mouvement de soulèvement ou d'abaissement. Sur le support 12 est également monté le levier de commande 11 par l'intermédiaire d'une biellette 13. Par l'intermédiaire d'une première articulation lia, le levier de commande Il peut pivoter par rapport à la biellette 13 qui est à son tour montée pivotante par une seconde articulation 13a sur le support 12. Le levier d'arrêt 10 est encore associé directement au levier de commande 11 par un second pivot 15. Pour permettre le mouvement d'insertion et de sortie du levier d'arrêt 10 par rapport a l'intérieur de la cuve 2, il est évidemment prévu une ouverture dans ladite cuve. En position non active, représentée par la ligne en trait plein dans la figure 5t le levier d'arrêt 10 est retenu par une masselotte 14 fixée au support 12. Une butée ultérieure 16 est prévue dans la cuve du côté opposé au levier 10 pour définir le soulèvement maximal du déflecteur de raccordement 4b. Les figures 1 et 2 montrent chacune une solution possible à adopter pour le recyclage des granulés abrasifs # à A l'intérieur de la cuve 2, en fonction de la dimension desdits granules abrasifs 8. il ressort de la figure 1 que lorsque les granules abrasifs 8 sont de dimensions inférieures aux pièces usinées 9, on prévoit des lames 7 qui s'écartent d'une ligne d'extension parallèle à celle qui est définie par les rampes de bordure 5 pour venir s 'engager dans une fenêtre 18 ménagée dans l'une desdites rampes 5 en position surplombant le fond de la cuve 2.La figure 2 fait au contraire apparaître que, lorsqu'on utilise des granules ou matières abrasives 8 de dimensions plus grandes que celles des pièces usinées, les lames 7 s'~tendent sur tout le convoyeur continu 4 et le recyclage des granules abrasifs est dévolu à une rampe de déviation 17 transversale aux lames 7 et fixées à un bord de la fenêtre 18. Le fonctionnement de la machine selon l'invention est le suivant. Une fois avoir rempli la cuve 2 à un niveau déterminé par des granules abrasifs 8 et des pièces usinées 9 à polir et finir en surface, on met en marche le générateur de vibrations introduit dans l'o#fice cylindrique 3 de telle façon que la masse intérieure à la cuve 2 effeotue par exemple un mouvement de translation par rotation qui amène, dans son ensemble ladite masse à parcourir la cuve 2 dans le sens indiqué par la flèche en trait plein, c'est-s-dire dans le même sens que celui du parcours du convoyeur continu 4 en allant du déflecteur de raccordement 4b à la partie principale 4a.Dans cette phase, le déflecteur de raccordement 4b est maintenu releva par les moyens de commande précités, comme représenté dans les figures 1 2 et 5. La masse présente à l'intérieur de la cuve 2 ne rencontre par suite aucun obstacle à son mouvement et peut exécuter avec la plus grande précision les mouvements précités, obtenus en réglant le générateur de vibrations, comme l'indiquent par exemple les enseignements des brevets des Etatv- Unis d'Amérique précités. On soulignera le fait que dans cette phase, pour obtenir un bon résultat il est fondamental d'apporter un soin extrême au calibrage ou tarage du générateur de vibrations et de veiller à l'absence absolue d'éléments susceptibles d'entraver les déplacements intérieurement à la cuve 2.Lorsque le polissage et la finition de surface des pièces usinées introduites dans la cuve ont atteint le degré désiré, on dégage le déflecteur de raccordement 4b du levier d'arrêt 10 en amenant celui-oi de la position de saillie à l'intérieur de la cuve 2 représentée en traits interrompus dans la figure 5, à la position de disparition à l'extérieur de ladite cuve, représentée en trait plein dans la même figure. Le déflecteur de raccordement 4b vient par suite se coucher sur la masse qui circule à l'intérieur de la cuve 2 dans le sens de la flèche en trait plein et subit par suite une poussée sous l'effet de ladite masse jusqu'à se replier pour venir adhérer par son extrémité libre au fond de la cuve. Le même mouvement exécuté en cours de travail par les pièces en cours de finition et par les granules abrasifs entraîne la masse en circulation dans un mouvement ascendant sur le déflecteur de raccordement 4b pour parvenir sur la partie principale 4a du convoyeur continu 4. Comme cela apparaît dans les figures 3 et 4, dans sa monté., la masse d'éléments se sépare en deux couches, à savoir une couche inférieure engagée entre les lames 7 et formée par les éléments de dimensions plus petites, et une couche supérieure supportée par lesdites lames 7 et formée par les éléments de dimensions plus grandes qui sont respectivement constitués dans le cas des figures 1 et 3 par les pièces finies, et dans le cas des figures 2 et 4 par les granules abrasifs. En se trouvant immédiatement et graduellement séparés par les lames 7, les pièces finies 9 et les granules abrasifs 8 parcourent par suite le convoyeur continu en deux niveaux voisins et superposés mais nettement distincts. En particulier, les éléments intérieurs aux lames 7 suivent le même trajet que ces dernières et se trouvent par suite recyclés dans le cas de la figure 1 ou expulsés dans le cas de la figure 2 tandis que lesdits éléments sont au contraire soutenus par les lames 7 en surmontant ces dernières jusqu'8 leur expulsion dans le cas de la figure 1 ou leur recyclage dans le cas de la figure 2 par l'intermédiaire de la rampe de déviation 17 et de la fenêtre 18. Lorsque pratiquement toutes les pièces finies 9 sont expulsées de la cuve 2, le déflecteur de raccordement 4b peut alors être de nouveau relevé pour un nouveau cycle de travail. Etant donné que ledit déflecteur se trouve au moins en partie recouvert par les granules abrasifs recyclés, le relèvement est réalisé par inversion du sens de rotation du générateur de vibrations, ladite inversion amenant la masse de granules abrasifs à exécuter un mouvement contraire au précédent, dans le sens de la flèche en traits interrompus. Lesdits granules abrasifs contraignent par suite le déflecteur à se relever jusqu'au moment oti il puisse facilement se trouver bloqué par le levier d'arrêt 10. Une fois ceci réalisé, la sens de rotation du générateur de vibrations peut être de nouveau inversé pour le début d'un nouveau cycle. L'invention atteint ainsi pleinement les objectifs proposés cidessus. En effet, on a réalisé une machine vibrante dotée de moyens de séparation des granules abrasifs par rapport aux pièces finies et des moyens de déchargement des pièces finies et de recyclage des granules abrasifs, dans laquelle les cribles, claies, tamis ou analogues sont complètement éliminés en faveur d'un convoyeur continu, dépourvu d'interruptions dans lequel le matériau abrasif et les pièces finies se séparent immédiatement mais graduellement sans secousses et dans lequel les pièces finies et le matériau abrasif se déplacent pratiquement sans contacts mutuels. On élimine ainsi toute cause possible d'irrégularité dans la finition des pièces usinées qui pourrait survenir dans la phase de déchargement desdites pièces une fois finies.On évite également les abrasions et rayages éventuels qui surviennent ordinairement lors de la chute par gravité en presence d'un crible. On soulignera en outre le caractère fonctionnel de la machine dans son ensemble, dans laquelle le sens de rotation du générateur de vibrations ne se trouve jamais modifié tant que les pièces usinées sont présentes dans ladite machine. En effet, lorsque le sens de rotation du générateur de vibrations vient à varier, il se crée des oscillations dans les éléments présents à l'intérieur de la cuve qui, même en l'absence d'obstacles, donnent de toute façon lieu à une finition irrégulierea étant donné l'impossibilité de calibrer en pratique avec 1 texactitude nécessaire les vibrations d'un générateur de vibrations tant pour un sens de rotation de ce dernier que pour le sens opposé.Dans la machine vibrante de l'invention, le sens de rotation du générateur de vibrations n'est seulement inversé que lorsque toutes les pièces finies ont été déchargées et qu'une fois que le déflecteur de raccordement 4b a été de nouveau relevé en utilisant la force de ladite masse de granules abrasifs présents dans la cuve 2. Malgré son caractère fonctionnel poussé, la machine vibrante de l'invention ss'avare de structure particulièrement simple et de commande facile par un opérateur qui dispose, par exemple, de moyens de commande de la position du déflecteur de raccordement 4b qui sont extrêmement simples et pratiquas. Llinventionn ainsi décrite est susceptible d'être mise en oeuvre suivant de nombreuses variantes et modifications sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de ladite invention. En outre, tous les détails peuvent être remplacés par des détails techniquement équivalents. En pratique, les matériaux employés ainsi que les dimensions peuvent être quelconques selon les nécessités. IoeV#:NDI CATIONS 1) Nachine pour la finition automatique de pièces usinées, comprenant un socle, une cuve montée de façon à pouvoir osciller sur ledit socle et propre à. contenir des granules abrasifs# et des pièces à parachever, un générateur de vibrations associé à ladite cuve, des moyens aptes à séparer les granules abrasifs des pièces finies et à décharger ces derniers, et caractérisée par le fait que lesdits moyens sont constitués par un convoyeur continu monté sur ladite cuve et apte à définir un canal qui s' détend en continuité entre le fond et l'extérieur de ladite cuve, et par le fait que le long dudit canal saillent des nervures de guidage orientées en concordance entre elles et séparées, transversalement à leur direction d'extension, d1une mesure intermédiaire entre la mesure de l'espace occupé par les granules abrasifs et celle de l'espace occupé par les pièces å parachever dans ladite cuve, lesdites nervures de guidage séparant en plans de glissement superposés lesdits granules abrasifs et lesdites pièces en cours de finition pour convoyer ces dernières à l'extérieur de ladite cuve et pour recyclai les granules abrasifs. 2) Machine selon la revendication 1 caractérisée par le fait que lesdites nervures de guidage dudit convoyeur continu sont constituées par des lames parallèles et se dressant perpendiculairement à partir d'un plan de base dudit convoyeur continu. 3) Machine selon la revendication 2 ou 3 caractérisée par le fait que le trajet desdites lames concorda avec celui dudit canal lorsqu'on prévoit l'utilisation de granules abrasifs de dimensions plus grandes que celles des pièces à finir, ces dernières venant s'introduire entre lesdites lames et étant convoyées à l'extérieur de ladite cuve, tandis que les granules abrasifs occupant un espace plus grand que celui des interstices entre lesdites lames se trouvent soutenus par celles-ci et recyclés dans ladite cuve par une rampe de déviation superposée transversalement auxdites lames. 4) Machine selon la revendication 2 caractérisée par le fait que le trajet desdites lames est replie vers ladite cuve lorsqu'on prévoit d'utiliser des granules abrasifs de dimensions plus petites que celles des pièces à finir, ces dernières venant se positionner audessus desdites lames et suivant la trajectoire dudit convoyeur continu. 5) Machine selon la revendication t, caractérisée par le fait que ledit convoyeur continu comprend une partie principale surplombant ladite cuve et un déflecteur de raccordement monté de façon à pouvoir basculer par une extrémité sur ladite partie principale, et par le fait que ladite partie principale de même que ledit déflecteur de raccordement sont munie desdites nervures de guidage. 6) tachine selon l'une quelconque des revendication, précédente, caractérisée par le fait quelle prévoit des moyens de commande aptes à placer l'extrémité libre dudit défleoteur de raccordement en correspondance du fond de ladite cuve ou en position relevé par rapport audit fond, lesdits moyens de commande comprenant un levier d'arrêt monté oscillant sur une paroi latérale de ladite cuve de façon à pouvoir s'effacer en s'emboitant dans celle-ci, en regard dudit déflecteur. 7) Machine selon l'une quelconque des revendications précédente32 caractérisée par le fait que lesdits moyens de commande sont associés à un support fixé sur l'extérieur de ladite cuve et oomprennent ledit levier d'arrêt monté pivotant par une première articulation sur ledit support, et un levier de commande associé de façon à pouvoir pivoter et osciller par l'intermédiaire d'une biellette audit support, ledit levier d'arrêt et ledit levier de commande etant associés entre eux par l'intermédiaire d'une seconde articulation.