Brevet FR2428088A1 — publié le 19800104

La presente invention concerne les tonneaux perforés de traiter ment de pieces, notamment les tonneaux de galvanoplastie utilisés pour le traitement de surface de petits articles métalliques. De tels tonneaux ou tambours perforés sont bien connus dans la technique : il s'agit essentiellement de récipients cylindriques ou sensiblement cylindriques munis d 'un axe central autour duquel ils peuveni être mis en rotation et leur paroi externe est traversée d'une multipli- cite d'ouvertures.On place les articles 1 l'intérieur du tonneau et on plonge ce dernier dans un bain de traitement, le tonneau étant mis en rotation dans le bain, de telle sorte que tous les articles sont brassés a l'intérieur du bain de traitement ; lorsqu'il s'agit d'un bain de galvanoplastie, on procede simultanément à une électrolyte entre une anode coïncidant avec l'axe de rotation du tonneau et des éléments de cathode disposés à l'extérieur. La figure l illustre schématiquement la mise en oeuvre d'un tel tonneau T dans une pluralité de bains B1, B2, B3,... On voit que le tonneau peut tourner autour de son axe A le long duquel est disposé une anode An coopérant avec des éléments de cathode Au moins un bain contient un électrolyte (par exemple sulfate de nickel) ; il baigne les articles disposés 1 l'intérieur du tonneau T ; le passage de courant entre la cathode et l'anode entraine un dépit électrolytique sur les articles métalliques. Différents bains successifs sont prévus pour les diverses op6- rations (par exemple dégraissage et décapage, dépôts électrolytiques divers, rinçages, etc...). La technique du tambour perforé tournant dans un liquide peut étire employée non seulement pour la galvanoplastie, mais aussi pour toute opération où l'on veut maintenir uniformément et sous agitation de petits articles dans un bain liquide. Cela étant entendu, dans tout ce qui suit, pour simplifier l'exposé, on ne parlera pratiquement plus que de galvanoplastie, puisque, aussi bien, il s'agit de l'exemple préférentiel. Dans le domaine des tonneaux perforés du type précité, la technique antérieure tonnait jusqu'à présent deux modes de réalisation - dans un premier mode de réalisation, le plus ancien, la paroi du tonneau est simplement réalisée par pliage d'une feuille de matière plastique traversée de perforations circulaires. On obtient ainsi un tonneau cylindrique de type monobloc, dont les ouvertures constituent de 10 à 20 % de la surface totale de la paroi cylindrique du tonneau t les ouvertures circulaires sont réalisées par fraisage, poinçonnage, ou toute technique classique pour réaliser des perforations dans une paroi, de telles perforations étant ainsi circulaires.Dans la mesure cd la surface des ouvertures ne représente qu'une fraction relativement faible de leur surface périphérique, ces tonneaux du premier type présentent une robustesse suffisante, et de longues durées de vie en service (jusqu'à plusieurs années).Dans la mesure cd leurs ouvertures ne sont pas trop grandes, ils peuvent servir à traiter des articles de faibles dinensiors. Il reste cependant que le rendement des échanges entre l'intérieur et l'extérieur du tonneau est relativement faible du fait de la faible dimension relative des ouvertures, et cette dimension relative ne peut être augmentée sans compromettre la robustesse du tonneau. En particulier, les rendements électriques constatés dans une opération de galvanoplastie sont relativement faibles, et très loin en tout cas de l'optimum' théorique. - dans un selon mode de réalisation, commercialement proposé à partir de 1958, le tonneau comporte une surface externe prismatique les arêtes de cette surface prismatique sont définies par des tirants montes entre deux flasques d'extrémité. Chaque face de la surface pris- matique est constituée de lamelles enfilées par leurs extrémités sur deux tirants adjacents et empilées les unes contre les autres de manière à laisser subsister entre elles des fentes de passage de fluide. Une telle construction à lamelles empilées présente l'avantage d'augmenter la dimension relative des ouvertures par rapport à la surface de la paroi (jusqu'à une proportion relative de 50 %).Mais, il présente l'inconvénient d'une résistance assez faible, du fait de la très grande dimension des fentes qui s'étendent parallèlement aux lamelles, leur longueur faisant 10 à 12 fois leur largeur. Un autre inconvénient réside dans le fait que de tels tonneaux à lamelles et à fentes ne se prêtent pas au traitement des articles plats qui s'échappent du tonneau à travers les fentes. De tels inconvénients ont incontestablement limité le succès des tonneaux à lamelles. La présente invention propose un nouveau type de tonneau ou taMbour perforé cumulant les avantages contradictoires suivants a) solidité et longue durée de vie et d'amortissement, b) possibilité de traiter une grande variété d 'articles même très petits (rivets) ou très plats (rondelles), c) bonne circulation du liquide de traitement entre 1 'intérieur et l'extérieur du tonneau, d) tour la galvanoplastie) moindre résistance au passage des lignes de courant. Selon l'invention, qui à cet-egard se présente comme un perfectionnement à la construction lamellaire de la technique antérieure, les parois du tonneau sont constituées par une superposition de barrettes crénelées, dont la section droite est une succession de parties saillantes (ou dents) et de parties rentrantes (ou créneaux), les unes et les autres de forme substantiellement rectangulaire, l'empilage des barrettes cré pelées constituant une paroi percée d'ouvertures sensiblement rectangulaires dont le grand catie n'est pas supérieur à quatre fois le petit côté, Comme dans la technique antérieure, les barrettes sont enfilées sur des tirants définissant les arêtes de la surface prismatique du tonneau, mais de préférence, selon l'invention, une tige médiane d'armature traverse chaque série de barrettes formant face du tambour. Selon une autre caractéristique de l'invention, les créneaux de chagpe barrette coopèrent avec la base plane de la barrette adjacente, et les créneaux ou interstices entre dents constituent les ouvertures de la paroi du tonneau. Selon une autre caractéristique de l'invention, certaines dents sont échancrées vers l'intérieur du tonneau pour y ménager des évidements susceptibles de servir de réservoirs de liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, les dents des @arrettes sont biseautées vers l'intérieur et eventuellement vers l'ex térieur du tonneau, ce qui lui donne une surface rugueuse non lisse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront sur les dessins et à la lecture de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 ayant déjà été définie, - la figure 2 est une vue en perspective du tonneau de l'in- vention, - la figure 2a est une vue de détail de son montagne, - la figure 3 est une vue de dessus schématique selon la flèche III de ce tonneau montrant l'empilage des barrettes, - la figure 4 montre en vue de dessus la constitution d'une barrette, - la figure 4a est une coupe selon la ligne de coupe a-a de la figure 4, - la figure 4b est une coupe selon la ligne de coupe b-b de la mine figure 4, - et la figure 4c est une coupe selon la ligne de coup c-c c de la figure 4. Au point de vue de sa structure de récipient, le tambour selon l'invention est du type comportant deux flasques d'extrémité, 10, réunies par six tirants 20 (constitues par exemple de tiges filetées fixées par boulonnage sur les flasques 10. les tirants 20 sont ainsi disposés selon les atéts d'une surface prismatique. la figure 2a montre le détail du montage préférentiel d'un tirant tel que 20. les flasques 10 sont avantageusement constituées en PVC (chlorure de polyvinyle). Les tirants 20 comportent une tige d'assem- blage 21, en acier étiré, terminé à ses extrémités par deux embouts filets de plus petit diamètre 21a. Ces deux embouts 21a traversent les flasques 10 et reçoivent des écrous de blocage 26. Par dessus les écrous de blocage, réalisés en acier, viennent se visser des écrous d'étanché- ité 29, réalisés de préférence en PVC, formant chapeau d'étanchéité. Entre les écrous et les flasques 10, sont serres des rondelles d'étanchéité 28 en PVC. Enfin, l'arbre 21 est revêtu lui-même d'un chemisage tubulaire isolant 25 en PVC. On voit finalement que dans ce montage, donné à titre d'exem- ple non limitatif, les tirants 20 sont montés de faQon étanche par rapport aux flasques et ne présentent aucune surface conductrice. Pour améliorer l'étanchéité, on peut prévoir de plus des joints encastrés tels que 27 aux différentes interfaces. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, les barrettes 100 constituant les différentes parois d 'un tambour prismatique sont empilées sur les tirants 20 d'axe 20a, pour constituer les six faces de la surface d'un tambour hexagonal. Comme on le voit Sur la figure 3, les extrémités 150 des barrettes 100, qui portent une ouverture pour le passage des tirants 20, ont la moitie de l'épaisseur des barrettes elles-mêmes. De la sorte, le tirant reçoit alternativement des barrettes appartenant à l'une ou à l'autre de deux faces adjacentes. Les écrous 26 assurent le serrage étanche de l'ensemble des barrettes 100, notamment à leur extrémité 150 entre les deux flasques 10. Un tel montage, malgré des améliorations sensibles, ne s'écartent pas dans son principe des assemblages classiquement utilisés pour les tonneaux à lamelles de la technique antérieure. Les caractéristiques principales de l'invention se trouvent dans la structure particulière des barrettes utilisées selon l'invention et qui vont être maintenant plus complètement décrites en se référant aux figures 4, 4a, 4b, et 4c. La barrette 100 selon l'invention, réalisée avantageusement en une matière plastique moulable souple et résistante (par exemple polypropylène du type PRYLENE) est de forme générale plane et allongée et comporte deux plots d'extrémité 150 munis d'ouvertures 150a pour le passage des tirants 20 , l'épaisseur hors tout des plots 150 est bien entendu deux fois moindre que celle de la partie centrale des barrettes 100, du fait de l'empilage alterné sur chaque tirant des plots des barrettes de deux faces adjacentes, Les barrettes empilées 100 selon l'invention sont remarquables par leur disposition en dents et créneaux. D'un côté, la barrette 100 comporte une base plane 110. De l'autre côté sont ménagées deux types de dents R et t, séparées par des créneaux C. Les figures 4, 4a, 4b, 4c, sont cotées (en millimètres) pour faciliter la ccmprehension de l'invention. Les créneaux C, définissant les trous de la paroi constituée par empilage des barrettes 100, sont carrés (1,5 x 1,5 mm). Les dents L s'étendent sur toute la largeur de la barrette 100 (figure 4b), et comportent des biseaux Lb sur leurs deux faces correspondant à la paroi interne et externe du tambour. Les dents R (figure 4c) comportent de même des biseaux Rb, mais, sur la face interne, ils sont de plus échancrés selon Re. Les biseaux tels que Rb et Lb donnent au tambour des faces, et notamment une face interne, non lisses ce qui évite les entartrages et le collage des articles traités à la paroi du tambour, et facilite ainsi sa vidange. Les échancrures Re des dents R définissent comme on le voit bien sur la figure 4 des poches ReReRe sur la paroi interne du tambour selon l'invention. Ces poches servent de pièges pour le liquide du bain dans lequel tourne le tambour, en l'entraînant au-dessus de la surface du bain et en le laissant ensuite ruisseler. ta forme des créneaux C et la constitution des barrettes selon l'invention donnent au tambour de l'invention des avantages très nets sur les tambours de la technique antérieure. D'une part il s'avère, comme on l'a dit bien plus robuste et durable ; il peut accomoder des articles de faibles dimensions. Enfin, des ouvertures 120 sont avantageusement ménagées au centre des barrettes 100 pour le passage de tiges-axmatures (non représentées) fixées aux flasques 10 et qui donnent au tambour encore plus de robustesse. D'autre part, il est bien plus efficace, notamment dans le cas de galvanoplastie. On donnera ci-dessous les résultats obtenus dans des essais de galvanoplastie avec les mânes types de pièces passés dans les mêmes conditions et les mêmes bains de nickelage avec des tonneaux différents 1. Tonneau de la technique antérieure comportant 10.000 perforations cylindriques de diamètre 1,5 mm sur chacun des six côtes . courant enregistré : 260 ampères épaisseur de nickel déposée : 4,5 2.Tonneau de la technique antérieure comportant 3 350 perforations cylindriques de diamètre 3 mo sur chacun des six cotés . courant enregistré : 340 ampères . épaisseur de nickel déposée : 6 }' I1 faut noter que la surface de passage est augmentée d'environ 30 8, ainsi que l'épaisseur du nickel, mais que tous les articles d'un diamètre inférieur à 3 mm ne peuvent être traités dans ce tonneau qui, de plus, est peu résistant et peu durable. 3. Tonneau à barrettes selon l'invention comportant 8 500 créneaux carrés de 1,5 mm de côté courant enregistré : 380 ampères . épaisseur de nickel déposée : 6 à 6,5 k On retrouve une correspondance parfaite entre les épaisseurs déposées et les courants enregistrés. Mais surtout, à surface ouverte comparable, on note une nette supériorité (380 ampères contre 260 ampères) des tonneaux selon l'invention à créneaux carrés. Des essais complémentaires montrent que les avantages de l'invention se trouvent conservés avec n'importe quels créneaux au moins sensiblement rectangulaires pourvu que leur grand côté (en épaisseur ou en longueur) n'excède pas quatre fois leur petit côté. Il semble que la forme non circulaire des créneaux-ouvertures joue un grand r6le dans cette amélioration, en nodifiant l'effet des phénomènes de capillarité et de tension superficielle. Bien entendu, il faut et il suffit qu'une proportion significative des ouvertures du tambour soit conforme à l'invention. Enfin, les barrettes selon l'invention peuvent facilement être remplacées et échangées, en constituant en elles-mêmes des produits industriels. REVENDICATIONS 1. Un tonneau ou tambour perforé de traitement destiné à contenir des pièces à traiter et à tourner dans un bain de traitement, notaient de galvanoplastie, caractérisé en ce que ses parois sont constituées par une superposition de barrettes crénelées, dont la section droite est une succession de parties saillantes (ou dents) et de parties rentrantes (ou créneaux), les unes et les autres de forme substantiellement rectangulaire, l'empilage des barrettes crénelées constituant une paroi percée d'ouvertures sensiblement rectangulaires dont le grand côté n' est pas supérieur à quatre fois le petit côté. 2. Un tonneau selon la revendication 1, caractErisE en en ce que les barrettes comportent des ouvertures d'extrémité pour le passage de tirants d'assemblage et des ouvertures centrales pour le passage de tiges d'armature, 3. Un tonneau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les barrettes canporrtent d'un côté une base plane et de l'autre une surface munie de dents. 4. Un tonneau selon la revendication 3, caractérisée en ce que certaines dents au moins sont échancrées vers l'intérieur du tonneau pour y ménager des évidements susceptibles de servir de réservoirs de liquide. 5. Un tonneau selon l'une des revendications 3 et 4, caracté r.tsé en ce que certaines dents au moins sont biseautées pour donner au tonneau une surface non lisse, notamment à l'intérieur. 6. Un tonneau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par des tirants d'assemblage vissés sur des flasques par des écrous, eux-mêmes recouverts d'écrous d'étanchéité, les tirants étant revêtus d'un chemisage isolant, des rondelles d'étanchéité complétant le montage. 7. Les barrettes crénelées telles que définies dans l'une des revendications 2 à 5 pour constituer un tonneau selon l'une des revendications la 6.