Brevet FR2398550A1 — publié le 19790223

La presente invention, due aux travaux de M. Michel BEGUIN de la SOCIETE FRANCAISE D'ELEMENTS CATALYTIQUES, a pour objet un procédé pour entretenir le profil actif d'un cache de projection et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. De façon plus précise, la presente invention concerne un procédé et une machine de traitement des caches qui servent a définir de façon precise la forme de la projection d'un materiau pulvérisable a chaud sur des objets a- traiter. En particulier, ces caches servent a définir la forme de la métallisation obtenue sur un objet par schoppage au pistolet. De façon encore plus précise, la presente invention concerne un proche et une machine qui permettent d'entretenir ces caches de telle façon que leur profil actif soit maintenu sensiblement identique au fur et à mesure de leur emploi dans le cadre d'une machine de métallisation par projection fonctionnant dans une chaine de fabrication automatique a cadence importante. On sait que lorsque l'onveut métalliser une partie d'une piece définie de façon très precise,une technique consiste à projeter a l'aide diun pistolet de schoopage une poudre métallique portée à haute température grâce à un cache, on definit la partie utile du faisceau projeté par le chalumeau ou pistolet. On comprend que pour avoir toujours le même profil de métallisation, il est nécessaire que le cache ait également toujours -le même profil. Or, il s'avère que la poudre métallique a haute température se fixe sur le cache et modifie ainsi le profil actif de celui-ci.On comprend que si l'on utilise à nouveau ce cache, la définition de la surface métallisée de la- piece sera altérée. On rencontrerait le même type de problème dans le cas de dépôt par projection d'autres types de poudres que celles-qui servent a la métallisation. Pour avoir toujours le même profil de cache, on peut d'abord penser à utiliser un cache en papier ou en carton non réutilisable. Cette technique qui convient pour des pieces prépares a l'unité conduirait a une machine complexe et a des déchets importants lors de fabricationsen grandes séries. On a tenté également d'employer comme cache une bande défilante en acier décapée en continu sur la machine. Mais outre un apport de produits chimiques corrosifs sur une machine déjà complexe, ce décapage produit rapidement des modifications géométriques de la bande constituant les caches. On a également essayé de faire varier la nature des caches de manière à. éviter llaccrochage du dépôt parasite naissant de la projection métallique C'est ainsi que des caches en carbure ou en carbone ont été utilisés. Mais sous l'effet de la chaleur et du sablage, les depôts adhèrent au bout d'un temps de fonctionnement très limité. D'autres procédés tels que l'emploi de l'amiante, d'acier chromé dur et poli de peintures anti-adhérentes de peintures aux silicones qui donnent certaines satisfactions au stade expérimental ne sont pas utilisables industriellement surtout lorsque la machine doit fonctionner dans une chaîne de fabrication à cadence élevée. La présente invention consiste à- ramener après chaque operation de métallisation le cache à sa définition géométrique initiale et en particulier le- profil actif de ce cache grâce à un usinage qui laisse intact le cache initial mais qui enlève intégralement et exclusivement les dépots parasites nes de la projection de la poudre métallique. Dans ce but, le procédé d'entretien de cach.es pour définir la projection à chaud d'une poudre par exemple metallique à. l'aide d'un outil de projection se caractérise en ce qu'on monte lesdits caches sur un organe mobile apte à déplacer successivement chaque cache d'une position définie de travail à une position d'entretien et réciproquement et en ce qu'on déplace un outil de fraisage selon une trajectoire bien definie de telle façon qu'il usine la partie active de chaque cache lorsque celui-ci est en position d'entretien. On peut egalement appliquer le procédé au cas de caches présentant chacun plusieurs bords actifs. De préférence, on monte les caches sur une roue animée d'un mouvement de rotation pas par pas autour d'un axe permettant le passage de la position de travail à la position d'entretien. L'invention concerne également une machine de projection pour la mise en oeuvre du procédé qui se caractérise en ce qu'elle comprend un porte cache ayant la forme d'une roue munie d'un axe et sur lequel sont montés les caches, des moyens de mise en rotation pas par pas de ladite roue autour dudit axe et un outil de fraisage muni de moyens de déplacement rectiligne alternatif et de moyens de mise en rotation de l'outil, l'outil usinant le ou les bords actifs de chaque cache pour une position de celui-ci à chaque rotation du porte-cache. On comprend que l'invention consiste donc dans la mise en oeuvre d'une opération de fraisage d'une pièce non pas en vue de la modification de la géométrie de cette pièce, mais en vue du décapage de cette pièce afin d'enlever les défauts parasites qui se sont fixés sur celle-ci. 11 est bien evident que l'usinage par enlèvement de copeaux est bien connu en lui-meme mais que cette utilisation en vue d'un décapage du cache constitue une solution originale aux problèmes posés précédemment. On comprend en particulier que ce procédé et cette machine s'appliquent particulièrement bien dans le cas d'une chaine de production automatique devant fonctionner à une cadence élevée. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représente - sur la figure 1, une vue en coupe verticale d'une pièce sur laquelle on veut faire un dept par métallisation et du cache permettant la définition de cette métallisation, cette figure montrant les dépôts parasites qui peuvent se produire sur le cache, - sur la figure 2, une vue de dessus montrant une machine de projection à cache selon l'i-nvention, - sur la figure 3, une vue partielle de dessus de la machine représentée sur la figure 2, et - sur la figure 4, une vue en élévation montrant l'ensemble de cette machine de projection de la figure 2. Sur la figure 1, on a representé en coupe verticale un exemple de mise en oeuvre du procédé de métallisation par projection avec interposition d'un cache afin de montrer les problèmes qu'il y a à résoudre en raison de la modification du profil actif de ce cache. Sur cette figure, on a représenté d'une part, une pièce tubulaire A sur laquelle on veut faire une métallisation interne et externe sur une longueur donnée 1, la métallisation étant référen- cée B. Pour définir cette métallisation, on interpose entre l'outil de projection (non représente et la pièce A un cache C présentant un profil actif D qui définit ainsi le dépôt de métallisation sur -la pièce A, on a figure par des traits mixtes E le faisceau de projection de la poudre métallique sortant de l'outil de projection. Il va de soi qu'une partie de la poudre métallique projetée est arrentée par le cache. Il se forme ainsi un dépôt métallique adhérant sur le cache. Ce dépot parasite affecte d'une part les faces antérieure C' et postérieure C"-du cache et le bord actif de définition D. On comprend aisément- que si pour une métallisation suivante, on se servait du cache dans l'état où il est représenté sur la figure 1, la longueur I de métallisation serait modifiée ; ce qui est incompatible avec certaines techniques de métallisation pour des pièces demandant une- grande précision de réalisation. Sur la figure 2, on a représenté en vue de dessus un mode de réaaisation'de la machine de métallisation conforme l'invention et comportant les dispositifs d'entretien des caches Les pièces tubulaires a traiter référencées A1, A2, ... sont disposées a llin- terieur de conteneurs de mise en rotation portant la référence 2, ces conteneurs permettant de mettre en rotation chaque pièce tubulaire A autour de son axe longitudinal XX'. Par ailleurs, ces conteneurs de mise en rotation 2 sont montés sur un barillet 4 susceptible de tourner autour de l'axe XXt. Ainsi, chaque pièce tubulaire A peut être amenée en position de travail.Les caches portant les références C1, C2, etc ... sont montés sur un porte cache ayant la forme d'une roue 6 susceptible de tourner autour de l'axe YY' perpendiculaire au plan de la figure. Pour cela, la roue 6 est clavetée sur l'arbre 7 porté par un bâti 8. L'axe 7 et donc la roue 6 sont entraînés en rotation autour de l'axe Y' par un moteur pas à pas 10 par l'intermédiaire par exemple d'une transmission par courroie 11. Grâce au moteur pas a pas 10, on comprend qu'on peut faire passer successivement chacun des caches C1 C etc... devant la pièce tubulaire en position de travail sur laquelle on veut faire la métallisationàl'aide de l'outil de projection 13. Comme on l'a déjà indique selon l'invention, le décapage du cache, c1est-à-dire l'enlèvement du dépôt de métallisation parasite sur le cache peut se faire par exemple avec une fraise. Sur la figure 2, on a donné à l'ensemble de l'outil de fraisage la référence 12. Cet outil comprend de façon classique un porte fraise 12a, un arbre de fraise 12b dont l'axe est perpendiculaire à l'axe YY' et un outil de fraisage 12c fixé a l'extrémité de l'arbre 12b. L'arbre 12b est entraîné en rotation de façon classique par le moteur 12d monte sur le porte fraise. Le porte fraise 12a de l'outil de frai sage peut se deplacer en translat-ion selon la direction F. Pour cela, il est monte sur deux tiges de guidage 14 et 16 et le déplacement du corps est obtenu par exemple par une tige filetée 18 entraînée par un moteur (non représenté),9n comprend que grâce à cet ensemble l'outil de fraisage peut être déplace entre une position de repos I représentée en pointillés et une position de travail II représentée en trait plein sur-la figure 2. En fait, l'outil de fraisage 12c est constitué par trois fraises montées sur le même arbre 12b. On trouve une première fraise 12e qui usine la face antérieure C'g(dans le cas du cache C3), une fraise 12f qui usine la face posterieure C"3 et une fraise conique 12g qui usine l'embrèvement D3 du cache.On comprend donc qu'avec une seule passe de fraisage, on décape la totalité du dépôt metallique. L'ensemble est complété par un doigt d'indexation 20 à- tête sphérique qui coopère avec les encoches coniques de repérage telles que 22 ménagées sur la périphérie de la roue 6, afin de définir exactement la position des caches et de maintenir cette position lors des operations d'usinage comme on va l'expliquer ultérieurement et lors de la projection par pistolet ou chalumeau. La machine complète comporte également un ensemble de commande électrique et de synchronisation des déplacements des differents organes de la machine. On trouve en particulier une commande par impulsion du moteur 10 d'entraînement du porte cache, une commande de mise en route, d'arrêt et de sens de rotation du moteur d'entraînement de la tige filetée 18 et une commande du vérin 24 associee au doigt d'indexation 20. Le-fonctionnement de cette machine et donc le procédé objet de l'invention découlent aisement de la description précédente. On peut prendre comme position initiale celle de la roue qui est représentée sur la figure 2. Dans un premier temps, une impulsion électrique commande le moteur 10 qui provoque la rotation de la roue 6 d'un sixième de tour (puisqu'il y a six caches de projection). Une autre impulsion commande l'engagement du doigt d'indexation 20 dans une encoche 22. La projection peut se faire sur la pièce tubulaire A placée dans le barillet en position de travail et simultanément on commande le déplacement de l'outil de fraisage 12 pour le faire passer de sa position de repos I jusqu'à la position de travail II et la mise en rotation de cette fraise, l'usinage se faisant durant la course selon la direction F. On commande ensuite le retrait de la fraise par deplacement du porte fraise 12 dans la direction opposée à celle qui est indiquée par la flèche F. On provoque le retrait du doigt d'indexation 20. Une nouvelle impulsion appliquée au moteur 10 provoque la rotation de la roue 6 d'un sixième de tour et on provoque également une rotation du barillet 4 d'un pas pour mettre en position de travail une nouvelle pièce tubulaire A. Comme cela apparait clairement sur les figures 3 et 4, les caches ont la forme d'encoches 26 ouvertes sur un cote, ce qui permét l'introduction de l'outil de fraisage. Il va de soi que le cache pourrait avoir une autre forme. Il suffirait pour cela de changer par exemple la forme des outils de fraisage. Mais, on comprend que cela ne modifierait ni le procédé ni la machine. -On voit aisement à travers la description qui précède que pour procéder à un usinage correspondant au décapage, le position nement de outil de fraisage par rapport au cache se fait automatiquement, ce qui assure un réusinage du cache à ses cotes initiales automatiquement et sans aucune manipulation. On comprend que l'emploi d'un outil de fraisage par exemple résout parfaitement le problème posé du décapage des caches puisque d'une part, il assure après chaque opération de projection la remise à ses cotes initiales d'un cache et que d'autre part, il permet le réusinage à une cadence elevée avec une très bonne fiabilité. Selon le materiau constituant le cache, l'outil utilisé peut varier. ta fraise ne constitue qu'un exemple (cas de l'aluminium). Pour d'autres metaux, on pourrait utiliser un meulage. De même, la position relative des axes de déplacement des differentes parties de la machine ne constitue qu'un exemple de realisation de la machine. En particulier, les axes XX' et YY' pourraient être parallèles. REVENDICATIONS 1. Procédé d'entretien.de caches servant à définir la forme de la projection de matériaux pulvérisables a chaud sur une pièce à l'aide d'un outil de projection, caractérisé en ce qu'on monte le ou lesdits cache (s) sur un organe mohile apte & déplacer successivement le ou lesdits cache (s) dtune position bien définie de travail à une position d'entretien également bien définie et reciproquement, et en ce qu'on déplace un outil d'usinage entre une position de repos et une position de travail bien definies de telle façon que lorsque l'outil est en position de travail, on usine le ou les bords actifs du cache placé en position d'entretien. 2. Machine de projection de poudre sur une pièce avec interposition d'un cache pour la mise en oeuvre du procéde selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend ; - un outil de projection de poudre, - des moyens de fixation de la pièce a traiter, - au moins un cache ayant un bord actif de definition de la projection, - un porte-cache sur lequel est ou sont fixés le ou lesdits caches, - des moyens de déplacement dudit porte cache pour déplacer le cache ou chaque cache d'une position de travail située entre l'outil de projection et ladite pièce a une position d'entretien, - un outil d'usinage apte à reusiner le bord actif du ou desdits caches, - des moyens pour déplacer alternativement ledit outil entre une position de repos et une position de travail coxncidant avec ladite position d'entretien du ou des caches, et - des moyens de mise en rotation dudit outil. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend - un porte-cache ayant la forme d'une roue muni d'un arbre perpendiculaire à son plan,ledit arbre etant entraîné en rotation par un moteur pas à pas, - une pluralité de caches fixés sur ledit porte cache et -régulièrement repartis sur la périphérie de celui-ci, un outil d'usinage monté sur un porte outil et - des moyens de guidage en translation rectiligne et de déplacement dudit porte outil entre ladite position de repos et ladite position de travail. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un doigt mobile d ndexation apte a prendre une position rentrée et une position sortie, en ce que ledit porte cache comprend sur sa périphérie des enco-ches de repérage, l'extrémité dudit doigt étant apte a pénétrer dans une desdites encoches lorsqu'il est en position sortie.