Brevet FR2607232A1 — publié le 19880527

Four pour le traitement thermique de pièces La présente invention concerne les fours pour le traitement thermique de pièces de toute nature. Pour de nombreuses industries, il est nécessaire de traiter thermiquement un certain nombre de pièces. Ces traitements doivent être effectués suivant des règles extrêmement rigoureuses, afin d'obtenir la qualité finale désirée pour les pièces ainsi traitées. Par exemple, il ne faut pas que les pièces soient soumises à de trop fortes contraintes thermiques. La montée en température doit être rigoureusement uniforme et très lente, pour que les pièces ne subissent pas des grandients de température importants qui pourraient produire des chocs thermiques dans la masse des pièces et entraîner leur casse. Aussi, pour respecter toutes les conditions d'un bon traitement thermique, a-t-on été amené à réaliser des fours particuliers. I1 a été notamment conçu un four qui, schématiquement, est composé d'une pluralité de cellules à rayonnement thermique juxtaposées les unes aux autres avec, entre elles, des cloisons de séparation en forme de portes à guillotine commandables en translation. A ces cellules est associé un tapis transporteur constitué d'une pluralité de fils parallèles de masse la plus faible possible, ces fils formant un lit sur lequel reposent les pièces à traiter. Lorsque les pièces sont disposées sur le lit de fils, elles sont déplacées par celui-ci et traversent les cellules successives, afin de subir le cycle de traitement thermique complet déterminé. Comme les fils ont une masse et une épaisseur très faibles, les pièces ne sont en contact avec eux que par une très petite surface dont les points ne constituent pas des radiateurs de transfert de calories. Ainsi, quand les pièces disposées sur les fils sont soumises au traitement d'un rayonnement thermique, elles absorbent facilement les calories sans les communiquer aux fils, ce qui réduit au maximum les pertes et évite les gradients de température à l'intérieur de la pièce à traiter. Dans certains de ces fours, le transport d'une pièce d'une cellule thermique à une autre se fait par commande d'un mouvement oscillant du lit de fils. En effet, quand une pièce est située dans une cellule et qu'elle doit passer dans la cellule voisine, la porte à guillotine située entre les deux cellules est ouverte et le tapis avance d'un pas égal à la largeur d'une cellule. Quand la pièce est arrivée dans une cellule, la porte est refermée et le lit de fils qui passe sous la porte subit un mouvement de recul d'une amplitude égale à celle du pas d'avancement. Comme la porte d'entrée est refermée, la pièce à traiter reste emprisonnée dans la deuxième cellule, en venant éventuellement buter contre cette porte. Bien entendu, ce cycle de déplacement peut se répéter plusieurs fois pour chaque pièce, autant qu'il y a de cellules juxtaposées. Le mouvement de translation des fils de transport est oscillant, essentiellement pour que la partie des fils qui passe dans les cellules soit maintenue à une température donnée pendant le temps déterminé du traitement. Comme démontré ci-dessus, il est donc nécessaire de donner à ces lits de fils un mouvement de translation oscillant alternatif. Pour obtenir ce résultat, les fours comprennent deux supports à leur entrée et à leur sortie, sur lesquels sont tendus ces fils, ces deux supports étant solidaires d'une même embase soumise au mouvement de translation alternatif au moyen, par exemple, d'un moteur. Cette structure donne incontestablement de bons résultats. Cependant, elle présente l'inconvénient de donner des appareils encombrants, d'un poids relativement important et d'un prix de revient élevé. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un four pour traitement thermique de pièces, qui tende à minimiser les inconvénients mentionnés ci-dessus et à réduire la complexité de la structure des fours du même type que ceux de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet un four pour traitement thermique de pièces comprenant des moyens de rampe d'émission de rayonnement thermique dans une direction donnée et des moyens pour déplacer lesdites pièces dans ledit rayonnement, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour déplacer lesdites pièces sont constitués par - un lit de fils, - des premiers et seconds moyens pour maintenir respectivement les deux extrémités dudit lit de fils, - des moyens pour commander le déplacement des premiers moyens de maintien d'une extrémité dudit lit de fils, et - des moyens pour commander le déplacement des seconds moyens de maintien de l'autre extrémité dudit lit de fils, en fonction du déplacement desdits premiers moyens de maintien. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels - les Figures 1 à 3 représentent, sous forme schématique, un mode de réalisation d'un four thermique selon l'invention, en vues partiellement écorchées, respectivement de face, de dessus et de côté, et - les Figures 4 et 5 représentent, dans respectivement une vue longitudinale et une vue en perspective, un mode de réalisation d'une partie d'un élément entrant dans la structure du four selon les Figures 1 à 3, élément constituant essentiellement les moyens de transport des pièces à traiter. Tout d'abord, il est précisé que l'ensemble des Figures représente un même mode de réalisation. Les références y désignent donc les mêmes éléments. De plus, par traitement thermique, dans le cadre de la présente invention, on entend toute action d'une source de chaleur sur une pièce, quels que soient la nature des radiations émises par cette source et le type de celle-ci, notamment en vue de la fusion, de la refusion, du recuit, du séchage, de la cuisson, de la polymérisation, etc... des pièces à traiter de toute matière comme des pâtes, des crèmes à souder, des résines, pour toute industrie, électronique, mécanique, médicale, etc. En revenant plus particulièrement aux Figures 1 à 3, celles-ci représentent un four qui comprend un socle 1 muni éventuellement de pieds 2 lui permettant de prendre appui sur un sol 3. Sur ce socle, est disposée une pluralité de cellules juxtaposées 4, 5, 6, ... dans lesquelles sont placées des rampes de source de chaleur, notamment par rayonnement, 7, 8, 9, ... Chaque cellule 4, 5, 6, ... est séparée de l'autre par une porte du type à guillotine 10, 11, 12, ..., par exemple la porte 10 entre les cellules 4 et 5. Chaque porte 10, 11, 12, ... est apte à être déplacée en translation dans des glissières 13, 14, 15, ..., sous la commande > par exemple, de deux suspentes 16, 17 aptes toutes les deux à s'enrouler, après passage sur deux poulies de renvoi 21 et 22, sur un tambour 18 monté sur l'axe 19 d'un moteur 20.Ce moteur peut, en faisant tourner le tambour dans le sens dextrorsum, Figure 3, faire monter les portes 10 et ouvrir l'espace entre deux cellules consécutives. Par contre, en faisant tourner le tambour dans le sens senestrorsum, il permet aux portes de descendre dans les glissières pour fermer les espaces entre deux cellules. Afin de faciliter l'enroulement des suspentes, le tambour peut supporter des bobines 23, 24, 25, ... avec des gorges 26, 27, 28, recevant et guidant les suspentes. Sur le socle 1, le four comprend deux rouleaux 30, 31 situés chacun à une extrémité de la pluralité de cellules, et en dehors de leurs parois d'extrémité 32 et 33. Les deux rouleaux 30 et 31 sont disposés par rapport aux cellules de telle façon que le plan 34 qui leur est tangent dans leur partie supérieure soit situé juste au pied 35, 36, 37, ... des cellules et passe au ras du bas des portes 10, 11, 12, quand elles sont dans la position de fermeture. Ces rouleaux 30, 31 sont tous deux montés fixement sur des arbres de rotation 38, 39 montés sur des paliers, 40, 41 pour l'axe 38 et 42, 43 pour l'arbre 39, ces paliers étant solidaires directement ou indirectement du socle 1. Chaque arbre de rotation 38, 39 des rouleaux 30, 31 porte une poulie 44, 45. Dans un mode avantageux de réalisation, les deux rouleaux seront de même diamètre, ainsi que les deux poulies 44 et 45. Sur ces deux poulies, passe un moyen de liaison 46 rigide ou rigidifié comme, par exemple, une chaine ou chaînette souple dont les extrémités sont soumises à des forces de traction, par exemple données par des ressorts dont une extrémité est solidaire de la channe et dont l'autre extrémité est solidaire de la poulie dans la gorge de laquelle passe l'extrémité de la channe sur laquelle agit le ressort. De plus, l'un de ces arbres, par exemple l'arbre 38, comporte à son extrémité opposée à celle portant la poulie 44 des moyens d'entralnement en rotation 50. Ces moyens peuvent être constitués par un moteur à deux sens de rotation 51, deux poulies d'entraSnement, respectivement 54 sur l'extrémité 52 de l'arbre 38 et 56 sur l'arbre 57 du moteur 51, et d'une courroie 58 sans glissement, par exemple à dents, passant sur les deux poulies 54 et 56. Les Figures 4 et 5 représentent, dans des vues plus détaillées, le système d'entraînement des pièces à traiter dans les cellules de traitement thermique. Ainsi, sur les rouleaux 30 et 31, sont tendus des fils 60, 61, 62, ... régulièrement espacés en boucles fermées, chaque extrémité d'un fil étant reliée à l'autre par des moyens de ressort 63, 64, 65, ... pour, d'une part tendre parfaitement le lit formé par la portion supérieure 96 des fils dans le plan 34 défini ci-avant et, d'autre part, quand ces fils sont soumis à la chaleur, absorber leur dilatation. Bien entendu, le nombre de ces fils 60, 61, 62, ..., la nature du matériau les constituant et leur diamètre sont déterminés en fonction de la longueur des rouleaux 30 et 31, de la masse et de la nature des pièces à transporter, des températures auxquelles ils seront soumis, etc...Cependant, dans un souci de simplification, la Figure 5 ne représente qu'un petit nombre de ces fils. De même, sur les deux Figures 4 et 5, apparaissent les ressorts de traction 66 et 67 permettant d'exercer sur les deux extrémités 68 et 69 de la channe (lien, courroie, bande, ...) 46 une force de traction permettant de bien lier cette chalne 46 aux gorges des poulies 44 et 45, et aussi de pouvoir absorber ses dilatations. En revenant à la Figure 5, il a été représenté, à titre d'exemple et par simplification, une seule porte à guillotine, par exemple la porte 10, avec ses deux suspentes de déplacement 16 et 17. Dans le plan du déplacement de chaque porte, en dessous des fils 60, 61, 62, ..., est disposée une butée 70 de limitation de ce déplacement de la porte en position basse, et le bas 71 de la porte comporte autant d'encoches 72 que de fils, de façon que la porte puisse venir au contact de la butée 70 sans pincer ni couper les fils. Enfin, le rouleau 30 couplé au moteur 51 par l'intermédiaire de la courroie 58 et des deux poulies 54 et 56 comporte des contacts de position 80 (Figure 4) permettant de commander le sens de rotation et l'arrêt en position du rouleau 30. Normalement, le rouleau 30 comporte au moins deux contacts 81 et 82, de façon à déterminer les deux positions extrêmes de rotation du rouleau 30 dans son mouvement de rotation oscillant. Le four décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante Lorsqu'il est nécessaire de faire subir à différentes pièces un traitement thermique avec un four thermique tel que décrit ci-dessus, on présente les différentes pièces en les plaçant sur les fils 60, 61, 62, ..., par exemple au niveau du rouleau 30. Ensuite, on commande le mouvement du moteur pour qu'il entraine le rouleau 30 de façon que la partie supérieure des fils avance d'un pas vers les différentes portes et transporte les pièces vers la première porte d'entrée de la première cellule, en l'occurrence la cellule 4. Simultanément, ou préalablement avec un laps de temps relativement court, les portes sont ouvertes.Dans ce premier mouvement, le moteur est commandé pour faire subir au rouleau 30 une première rotation d'une certaine amplitude telle que définie ci-avant, cette amplitude étant limitée entre les moyens de contact 81 et 82. Par cette première rotation, les produits sont introduits dans la première cellule 4. Les portes sont alors refermées pour emprisonner les pièces dans la cellule 4. Dès que la porte est fermée, le moteur 51 est commandé pour faire subir au rouleau 30 une deuxième rotation de sens contraire à la première et de même amplitude. Les pièces restent emprisonnées dans la cellule 4 en venant buter contre la porte d'entrée fermée. La pièce est alors soumise à la première phase du traitement thermique. Quand cette première phase est terminée, les portes sont ouvertes, le moteur est commandé pour faire subir au rouleau 30 la première rotation afin de faire passer les pièces de la cellule 4 dans la cellule 5, les portes sont refermées, et le moteur est commandé pour faire subir au rouleau 30 la deuxième rotation. Les pièces subissent alors la deuxième phase du traitement thermique. Ces opérations peuvent se répéter autant de fois que le four comporte de cellules. Avec le dispositif décrit ci-dessus, du fait que les deux rouleaux 30 et 31 de même diamètre, supportant et entrainant les fils 60, 61, 62, ..., sont couplés par un moyen de liaison rigide ou semi-rigide 46 dont les deux extrémités sont soumises à des forces de tension crées par des ressorts 66, 67, et que les poulies 44 et 45 sont de même diamètre, les mouvements de rotation du rouleau 30- sont transmis intégralement au rouleau 31. tes fils sont donc parfaitement maintenus dans un plan sans qu'ils soient soumis à des efforts autres que ceux exercés par les ressorts 63, 64, 65, ... reliant leurs extrémités et permettant d'absorber leurs éventuelles dilatations dues aux variations de température. Comme la channe de liaison 46 est couplée aux deux poulies 44, 45 situées aux extrémités des deux rouleaux 30, 31, cette channe et les deux poulies peuvent être très proches de la paroi de fond 90 (Figure 2) des différentes cellules, à l'intérieur même du capot 91 du four, ce qui contribue incontestablement à minimiser l'encombrement d'un tel four. Le moteur 51, lui, peut être positionné dans le socle du four, sans que sa présence dans ce socle oblige à des dimensions de four encombrant. Bien entendu, l'ensemble des commandes des différents éléments comme les moteurs 20, 51, ainsi que des différentes phases du cycle de traitement thermique sera géré par, notamment, un microprocesseur. Les Figures 1 à 5 représentent un mode de réalisation dans lequel un des rouleaux support s du lit 96 de fils est entraîné en rotation par un moteur dont l'axe est couplé au sien. Cependant, on peut concevoir de remplacer ce moyen par un moyen équivallent agissant par tractions sur une courroie passée sur les rouleaux et transformant ces mouvements de translation en mouvements de rotation des rouleaux, le mouvement de rotation d'un rouleau étant automatiquement transmis à l'autre rouleau, conformément à l'invention. On peut même concevoir que cette courroie est constituée par la chaîne 46 elie-même formant, par exemple, une boucle fermée. REVENDICATIONS 1. Four pour traitement thermique de pièces comprenant des moyens de rampe (7, 8, 9) d'émission de rayonnement thermique dans une direction donnée et des moyens pour déplacer lesdites pièces dans ledit rayonnement, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour déplacer lesdites pièces sont constitués par - un lit (96) de fils (60, 61, 62), - des premiers et seconds moyens pour maintenir respectivement les deux extrémités dudit lit de fils, - des moyens (50) pour commander le déplacement des premiers moyens de maintien d'une extrémité dudit lit de fils, et - des moyens pour commander le déplacement des seconds moyens de maintien de l'autre extrémité dudit lit de fils, en fonction du déplacement desdits premiers moyens de maintien. 2. Four selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE lesdits premiers et seconds moyens pour maintenir les deux extrémités dudit lit de fils sont respectivement constitués de deux rouleaux (30, 31) montés respectivement sur deux arbres (38, 39) pivotant sur des moyens de paliers (40-43). 3. Four selon la revendication 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE lesdits moyens (50) pour commander le déplacement desdits premiers moyens de maintien comportent un moteur (51), une première poulie (56) solidaire de l'arbre de rotation (57) dudit moteur, une deuxième poulie (54) solidaire de l'arbre de rotation (38) d'un (30) desdits rouleaux (30, 31), et d'une courroie de liaison (58) coopérant àvec les deux dites première et deuxième poulies (56, 54). 4. Four selon l'une des revendications 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE lesdits moyens pour commander le déplacement desdits seconds moyens de maintien en fonction du déplacement desdits premiers moyens de maintien comportent deux troisième et quatrième poulies (44, 45) solidaires respectivement des deux arbres (38, 39) de rotation des deux dits rouleaux (30, 31), et un moyen de liaison rigide (46) coopérant avec les deux dites troisième et quatrième poulies. 5. Four selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE ledit moyen de liaison rigide (46) est constitué par un lien relativement souple positionné au moins partiellement dans les gorges des deux dites troisième et quatrième poulies et des moyens (66, 67) pour exercer une force de traction sur au moins une extrémité (68, 69) dudit lien. 6. Four selon la revendication 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE lesdits moyens pour exercer une force de traction sur au moins une extrémité dudit lien sont constitués par un ressort (66, 67) dont une extrémité est solidaire de ladite extrémité dudit lien, et dont l'autre extrémité est solidaire d'une des dites troisième et quatrième poulies. 7. Four selon les revendications 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux dits rouleaux (30, 31) ont des diamètres égaux. 8. Four selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux dites troisième et quatrième poulies (44, 45) ont des diamètres égaux. 9. Four selon les revendications 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux dits rouleaux (30, 31? sont de même diamètre et que les deux dites troisième et quatrième poulies (44, 45) sont de même diamètre. 10. Four selon la revendication 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE lesdits moyens pour commander le déplacement desdits premiers moyens de maintien comportent, en outre, des moyens de contact (80) coopérant avec ledit premier rouleau (30) pour commander ledit moteur (51).