Brevet FR2641203A1 — publié le 19900706

MACHINE DE TRAITEMENT PAR TREMPAGE DE PIECES OU OBJETS DIVERS La présente invention concerne le domaine technique du traitement en surface de pièces ou objets divers en procédant par trempage dans un milieu réactif approprié. L'invention vise, plus particulièrement, la passivation de pièces métalliques, sans que les moyens qui la constituent soient, uniquement, réservés à cette application. L'invention trouve une application préférée dans la passivation de surfaces de pièces en un matériau plus spécifiquement ferreux en suite du procédé de protection par zingage. Le procédé de zingage de pièces métalliques implique de passer ces pièces dans un four d'étuvage visant à éliminer l'hydrogène introduit lors de la phase de zingage. Une étape subséquente vise, ensuite, à exécuter une opération de passivation ayant pour but de réaliser un revêtement protecteur du zinc en surface. Apres cette opération, les pièces sont normalement essorées. La mise en oeuvre du procéde, telle qu'elle se pratique actuellement, fait intervenir, après étuvage, le dépôt des pièces dans un panier de trempage dans un bain de passivation. Un certain barbotage ou brassage peut être entetrenu de façon que la passivation se produise sur toute la surface des pièces, quelle que soit la conformation de ces dernières. Habituellement, le panier de trempage est déposé dans une essoreuse chargée d'éliminer, par centrifugation, l'texcès de produit de passivation non adhérant encore en surface. Un tel procédé n'est pas satisfaisant au moins à deux titres. Il est clair que les opérations successives, qui se déroulent dans des machines différentes, impliquent des opérations de reprise successives qui grèvent, de façon relativement importante, le coût du procédé et la qualité. Le trempage est, généralement, effectué de façon manuelle ou pseudomanuelle, dans des conditions qui font intervenir des 2 6 4 1 2 0 3 26412O3 brassages variables et un contrôle difficile, sinon impossible, du temps réel de trempage. Sur un autre plan, les opérations de reprise, entre le trempage et l'essorage, sont responsables de l'apparition en surface de marques ou rayures fragilisant et, plus fréquemment, détruisant localement la pellicule protectrice que le procédé vise justement à établir. Ces différents facteurs sont responsables d'une qualité de protection aléatoire, alors que le principe fondamental de la protection par zingage n'est pas à remettre en cause. La présente invention vise, justement, à remédier aux inconvénients cidessus en proposant une machine de traitement n'apportant aucune modification au procédé connu, mais offrant la possibilité de conduire, dans une succession mieux contrôlée, les différentes étapes de passivation intervenant après étuvage. Un objectif de l'invention est d'assurer la fiabilité du procédé, notamment, par un respect précis et reproductible de la durée des différentes phases du procédé, lesquelles représentent des facteurs déterminants de la qualité. Un autre objectif est de permettre un contrôle de durée précis rendant possible une automatisation du procédé en vue de supprimer le contact permanent ou temporaire du personnel avec le ou les milieux réactifs utilisés. Un autre objectif est de contrôler précisément le brassage des pièces ou objets en vue de réaliser un traitement uniforme reproductible. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la machine de traitement par trempage selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend: - un châssis de support définissant un plan d'appui sur le bord supérieur d'une cuve contenant un produit de traitement, un tel châssis comportant deux paliers alignés selon un axe de rotation surbaissé par rapport au plan d'appui, - un berceau monté tournant dans les paliers et apte à contenir un panier dont l'axe de symétrie est perpendiculaire à l'axe de rotation, - des moyens de motorisation portés par le-châssis pour mouvoir le berceau sur l'axe de rotation, - et des moyens de commande d'un couvercle pivotant sur le berceau et apte à ouvrir ou fermer le panier. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexes qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation de la machine conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise selon la ligne II-11 de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en plan prise selon la ligne 111-111 de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe-élévation prise, à échelle différente, selon la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe-élévation, analogue à la fig. 1, mais illustrant la machine dans une autre position caractéristique. La machine de traitement par trempage, selon l'invention, est destinée à être utilisée en combinaison avec une cuve 1 en toute matière convenable, contenant un produit de traitement approprié 2 atteignant un niveau de remplissage, tel que N. La machine, désignée dans son ensemble par la référence 3 comporte un châssis 4 délimitant ou définissant de façon matérielle un plan d'appui 5 prévu pour reposer sur le bord supérieur 6 du récipient 1. Le bord supérieur 6 peut être constitué par des appuis, tels que 7 illustrés à la fig. 3 ou, également, par les bords supérieurs des parois du récipient 1. Des moyens de centrage, tels que 8, peuvent être prévus pour assurer la coopération et l'immobilisation entre le châssis 4 et le bord supérieur 6. Le châssis 4 comporte, à partir de son plan d'appui 5, des moyens 9 de suspension de deux paliers 10 qui sont alignés 26 4 1203 selon une référence horizontale, par laquelle passe le plan vertical de symétrie P-P' du châssis. Les moyens de suspension 9 peuvent être constitués par des membrures rigides ou, encore, par des conformations du type chaises pendantes, aptes à recevoir des paliers lisses ou à roulements qui sont réservés au montage d'un berceau 11 du type ouvert. Le berceau 11 est constitué par une armature comprenant, par exemple, deux montants 12, un longeron 13 et au moins une traverse 14, à partir des extrémités de laquelle s'élèvent deux ferrures de centrage 15. Le berceau 11 est monté dans les paliers 10 par l'intermédiaire de deux demi- axes non visibles qui sont portés par les montants 12. Les paliers 10 définissent, pour le berceau 11, un axe de rotation x-x' horizontal qui est surbaissé par rapport au plan d'appui 5, de manière à être disposé à l'intérieur de la cuve 1 lorsque le châssis 4 repose sur le bord supérieur 6. De préférence, l'axe de rotation x-x' du berceau 11 est aussi surbaissé, de façon à être situé, généralement, en-dessous du niveau de remplissage habituel N de la cuve 1 en liquide de traitement. Le berceau 11 est destiné à supporter un panier d'essoreuse 16, du type ajouré ou autrement constitué, tel qu'en réseau maillé. Une structure de type cylindrique, ouverte sur le dessus et comportant des frettes ou ceintures de renforcement 17, est habituelle pour la constitution du panier 16 dont l'axe de symétrie ou, plus généralement, de révolution yy' est perpendiculaire au plan d'appui 5 et à l'axe de rotation x-x' qu'il croise. Le panier 16 est réalisé d'une manière identique ou similaire aux paniers de machines à essorer, lesquels sont adaptés pour que leur axe y-y' coincide avec l'axe de rotation des moyens d'essorage par centrifugation. De préférence, le berceau 11 est réalisé pour permettre la réception d'un panier 16 d'une machine à essorer. La machine comporte des moyens 20 pour mouvoir en rotation le berceau 11 sur l'axe x- x'. De tels moyens 20 peuvent, par exemple, comprendre un organe moteur 21, du type moto-réducteur, de préférence électrique. Le moto-réducteur 21 est monté sur une sellette 22 du châssis 4, de préférence, située, au moins en partie, à l'extérieur du périmètre de la cuve 1. Le moteur 21 possède un arbre de sortie 23 relié par une transmission démultiplicatrice 24 au berceau 11. Cette transmission 24 peut être de différentes natures convenables et, par exemple, être composée de roues à dents ou poulies crantées, liées ensemble par châine ou courroie crantée. Selon une disposition préférée, la transmission 24 comprend un pignon 25 calé sur l'arbre de sortie 23 et engrenant en permanence avec une grande roue 26 adaptée sur le berceau 11 au moyen, notamment, d'une platine 27 fixée sur le montant 12 situé le plus proche de la sellette 22. Le moto- réducteur 21 est, de préférence, du type à double sens de rotation et son alimentation est contrôlée par un automate programmable, ou par tout autre moyen équivalent permettant de mémoriser un cycle de fonctionnement à séquences variables adaptées en fonction du procédé de traitement à conduire. La machine selon l'invention comporte, par ailleurs, des moyens 30 de commande d'ouverture ou de fermeture d'un couvercle 31 apte à coopérer avec le dessus ouvert du panier 16. Le couvercle 31 est adapté de façon démontable sur un longeron 32 monté, par une articulation 33, sur le montant 12 du berceau 11 situé le plus proche de la sellette 22. Le longeron 32 comporte un pontet ou une poignée 34 s'élevant verticalement, dans la position horizontale fermée du couvercle 31, pour coopérer avec un crochet 35 formé par une transmission 36 interposée entre le pontet 34 et un moto-réducteur 37 fixé sur la sellette 22. Le crochet 35 occupe, en position de fermeture du couvercle, une position telle qu'il se trouve placé par-son ouverture en coïncidence avec le plan de rotation du pontet 34. La transmission 36 est, par exemple, du type articulé et peut comprendre un bras 38 adapté par deux articulations sur deux branches 39 et 40 d'un quadrilatère déformable, constitutif de la transmission articulée. La branche 39 est articulée sur le châssis 4, alors que la seconde branche 40 est solidaire, angulairement et axialement, de l'arbre de sortie 41 du moteur 37. Les moyens 36, décrits ci-dessus, sont couplés à des moyens 42 de verrouillage du couvercle 31 dans une position de fermeture du panier 16. Ces moyens de verrouillage 42 peuvent comprendre, comme illustré par la fig. 4, une tige 43 montée coulissante dans des coussinets ou analogues 44 prévus à - l'intérieur du longeron 32. La tige 43 est rendue solidaire par son extrémité dirigée vers la sellette 22, d'un étrier 45 extérieur au longeron 32 et guidé sur ce dernier. L'étrier 45 porte le pontet 34 et subit l'action permanente d'un ressort 46 agissant dans le sens de la flèche f'1. L'étrier 45 est prolongé vers le bas par une plaque 47 susceptible de coopérer avec l'axe 33. La tige 43 possède, à l'opposé de l'étrier 45, un embout 48 destiné, sous l'action du ressort 46, à pénétrer dans un trou 49 du montant 12 lorsque le couvercle occupe la position fermée selon la fig. 1, 2 ou 3. La longueur de la tige 43 est prévue pour que, dans cette position, représentée plus clairement à la fig. 4, la plaque 47 soit située à distance de l'axe 33. L'embout 48 est prévu pour assumer, en plus de la fonction de verrouillage en position de fermeture du couvercle 31, une fonction de contrôle de la position verrouillè-et de comptage en coopérant avec un détecteur 50, tel qu'un capteur de position, dont la sortie est raccordée a l'automate de gestion des différentes séquences du cycle de fonctionnement de la machine, lequel se déroule de la façon suivante. A partir de la position selon la fig. 5, dans laquelle le couvercle 31 est placé dans une position d'ouverture, un panier 16, rempli de'pièces ou objets à traiter, par exemple jusqu'au niveau représenté en traits mixtes, est déposé dans le berceau 11 pour - prendre appui, par sa base, sur le croisillon que forme le longeron 13 et la traverse 14. Le-panier 16 est centré, par l'intermédiaire des ceintures ou frettes 17, au moins entre les ferrures 15 et aussi par coopération, de préférence avec des intercalaires 15a rapportées de façon amovible ou définitive sur les faces internes des longerons 12. Le moto-réducteur 37 est ensuite alimenté de manière à tourner dans le sens de la flèche f2 pour commander, par l'intermédiaire de la branche 40, la transmission 36 dans le sens de la flèche f3. Dans Le cas présent, le bras 38 pousse alors le pontet 34 qui fait pivoter le couvercle 31 sur L'articulation 33. Le couvercle 31 pivote dans le sens de la flèche f4 et vient prendre appui sur le dessus du panier 16 pour en assurer la fermeture, comme illustré par la fig. 1. La fermeture définitive est complétée par L'entrée en action des moyens 42, par l'intermédiaire de la transmission 36 qui, en fin de course, libéré le pontet 34 et la tige 43 qui coulisse dans les coussinets 44 par l'action du ressort 46. L'embout 48 pénètre dans le trou 59 et verrouille le couvercle 31 en position de fermeture du panier 16. La présence de l'embout 48 est détectée par le capteur 50 qui initialise le début du i5 déroulement d'un cycle de fonctionnement de la machine. Le moto-réducteur 21 est, ensuite, alimenté pour faire tourner le berceau, par exemple dans Le sens de La flèche f5 (fig. 2). La fermeture du couvercle 31 immobilise le panier 16 sur le berceau dans lequel le panier est maintenu centre, comme dit précédemment. La rotation du berceau dans le sens de la flèche f5 provoque donc un trempage des différentes pièces dans le liquide ou milieu de traitement 2 avec effet de barbotage et brassage résultant du mouvement imposé aux pièces ou objets à traiter à l'intérieur du panier 16 par la rotation du berceau 11. Chaque tour de rotation, dans le sens de la flèche fr, est compté ou décompté, par l'intermédiaire du capteur 50, pour informer l'automate du déroulement convenable du cycle de trempage dont la durée est, bien entendu, appréciée par le nombre de tours effectués avec prise en considération de la vitesse angulaire de rotation et du temps de séjournement des pièces à l'intérieur de la cuve en fonction de la hauteur du niveau N. De cette manière, il est possible de programmer un fonctionnement séquentiel précis quant à la durée de trempage et de brassage, contrairement à ce qui se produit dans les méthodes actuelles o cette opération est généralement effectuée de façon manuelle en laissant la libre 26 4 1203 appréciation temporeLle à l'opérateur. Lorsque le nombre de tours a été effectué, l'automate programmable maintient l'alimentation du moto-réducteur 21 pour faire parcourir au berceau 11 une plage angulaire supérieure à celle d'éboulement naturel de la masse de pièces contenues dans le panier. Cette plage angulaire est généralement voisine et le plus souvent supérieure à 45 par rapport à La verticale occupée par l'axe y-y' du panier. Lorsque cette plage a été atteinte, l'automate, le plus souvent avec un facteur d'anticipation, arrête la rotation du berceau 11 puis commande l'alimentation inverse du moto-réducteur 21 de façon à ramener le berceau 11 en vitesse lente jusque dans la position stable de référence de la fig. 1. De cette manière, les pièces contenues dans le panier sont assurément arrangées et ordonnées de façon telle que la charge qu'elles représentent se trouve répartie dans le panier sans créer de masse localisée susceptible de provoquer un balourd ultérieur. Le berceau 11 est ainsi ramené dans sa position d'origine stable, illustrée à la fig. 2, dans laquelle le panier trempe de nouveau dans le liquide de traitement 2. Apres stabilisation, voire temporisation, l'automate programmable assure l'alimentation du moto-réducteur 37, de manière a commander, par la transmission 36, l'ouverture du couvercle 31. Cette ouverture débute par l'action du crochet 35 sur le pontet 34 qui fait reculer la tige 43 pour dégager l'embout 48 du trou 49. Le coulissement de la tige s'effectue contre l'action du ressort 46 jusqu'au moment o la plaque. 47 prend appui sur l'axe 33. A cet instant, le couvercle 31 s'ouvre en pivotant sur l'axe 33. Le panier 16 peut, ensuite, être prélevé en conservant sa position stable maintenant les différentes pièces superposées dans l'état initial. Le panier 16 assure le transport de ces pièces jusque dans la machine d'essorage o il est adapté selon une même orientation de son axe y-y' pour permettre l'élimination par centrifugation des excès de produit de traitement. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, la machine selon l'invention permet de supprimer les différentes opérations de reprise à partir de la séquence d'étuvage, puisque le chargement des pièces est effectué dans un panier 16 servant au trempage et à l'essorage. Une telle machine permet donc de supprimer les manipulations et, en conséquence, d'abaisser le coût du procédé. En outre, l'absence de manipulation intermédiaire des pièces traitées, permet d'éviter le frottement relatif entre chacune d'elles, frottement responsable des rayures de la couche de passivation qui se produisent avec la conduite manuelle, telle qu'elle est actuellement pratiquée. La machine permet, par ailleurs, d'automatiser et de régler la séquence de trempage en maîtrisant précisément la durée d'immersion par l'intermédiaire du nombre de tours imposé au berceau 11. Il en résulte la possiblité de réaliser des traitements répétitifs de même qualité pour des lots différents de pièces identiques. La maîtrise de la durée des séquences du procédé permet d'automatiser son déroulement et d'éviter de mettre le personnel en contact fréquent avec le produit de traitement. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, de nombreux équivalents techniques peuvent être substitués aux moyens principaux énoncés ci-dessus, dans la mesure o ils sont à même d'assumer les mêmes fonctions. Il en est, principalement, ainsi des moyens de motorisation 21, de transmission 24, de commande 36, de verrouillage 42. 26 4 1 203 REVENDICATIONS: 1 - Machine de traitement par trempage de pièces ou objets divers, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un châssis de support (4) définissant un plan (5) d'appui sur le bord supérieur d'une cuve (1) contenant un produit de traitement (2), un tel châssis comportant deux paliers (10) alignés selon un axe de rotation (x-x') surbaissé par rapport au plan d'appui, - un berceau (11) monté tournant dans les paliers et apte à contenir un panier (16) dont l'axe de symétrie (y-y') est perpendiculaire à l'axe de rotation, - des moyens de motorisation (21) portés par le châssis pour mouvoir le berceau sur l'axe de rotation, - et des moyens (30) de commande d'un couvercle (31) pivotant sur le berceau et apte à ouvrir ou fermer le panier. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (30) incluent des moyens (42) de verrouillage du couvercle en position fermée. 3 - Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage (42) incluent des moyens (48, 50) de comptage-décomptage du nombre de tours de rotation imposés au berceau. 4 - Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens (30) de commande du couvercle comprennent un moteur (37) dont l'arbre de sortie (41) actionne une transmission (36) agissant sur un crochet (35) apte à coopérer avec un pontet (34) porté par le couvercle qui est articulé sur le berceau. - Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la transmission (36) est du type quadrilatère déformable dont l'une des branches est adaptée sur l'arbre du moteur, tandis que l'autre branche, articulée sur le chassis, est reliée à la première par un bras (38) pourvu du crochet (35). 6 - Machine selon La revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le crochet (35) est disposé, en position fermée du couvercle, dans le plan occupé par le pontet lors de La rotation du berceau sur son axe. 7 - Machine selon La revendication 2, caractérisée en ce que Les moyens de verrouillage (42) comprennent une tige (43) à rappel élastique couLissant sur le couvercle possédant, à une extrémité, un embout (48) de coopération avec un trou (49) du berceau et portant, à L'autre extrémité, un étrier (45) pourvu du pontet (34) et d'une plaque (47) de coopération avec l'axe (33) d'articulation du couvercle. 8 - Machine selon La revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de comptage-décomptage comprennent un détecteur (50) de la position fermée verrouillée du couvercle, un tel détecteur étant placé en relation de proximité avec l'embout (48) de la tige (43) lorsqu'il coopère avec le trou (49) du berceau pour assumer une fonction de comptage du nombre de tours de rotation du berceau. 9 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur d'entraînement du berceau est relié à ce dernier par une transmission démultiplicatrice (24).