Brevet FR2817494A1 — publié le 20020607

Dispositif pour le nettoyage de pièces de fonderie L'invention concerne le domaine de la fonderie. Plus précisément, l'invention concerne le nettoyage de pièces de fonderie coulées dont les surfaces internes et externes sont enduites d'une couche laissant un dépôt difficile à enlever après coulée et refroidissement. Dans ce domaine, on connaît différentes techniques pour nettoyer des pièces de coulée. On connaît notamment le nettoyage au jet de sable. Selon cette technique, les articles à nettoyer peuvent être déplacés dans un jet de sable ; alternativement, un générateur de jet de sable est guidé en regard de l'article. De tels procédés de nettoyage s'avèrent longs et coûteux. De plus, cette technique s'effectue généralement manuellement et n'est utilisable qu'avec des pièces réalisées en métal suffisamment dur pour supporter le traitement sans dégradation de la pièce coulée. On connaît aussi le nettoyage par voie chimique. Cette technique pose des problèmes environnementaux liés aux rejets des effluents de nettoyage. En outre, les procédés chimiques impliquent une durée de nettoyage longue et s'avèrent coûteux d'exploitation. Le nettoyage avec de l'eau sous haute pression est également utilisé. Dans ce cas, une installation à jet d'eau envoie de l'eau pré-comprimée (jusqu'à 500 bars) sur l'article à nettoyer Cette technique, du fait de la pression élevée, est toutefois réservée à certains matériaux supportant un tel traitement. Une autre technique consiste à nettoyer des pièces de fonderie à l'aide d'installations à décharge sous haute tension. Dans de telles installations, une ou plusieurs pièces sont immergées dans une cuve remplie d'eau dans laquelle est aussi plongée une électrode susceptible d'être déplacée. A intervalles réguliers, t 9 l'électrode produit une décharge à haute tension sur les articles à nettoyer. Des ondes de chocs sont ainsi engendrées et ont pour effet de séparer, par l'intermédiaire de l'eau, les résidus de sable. Avec cette technique, la pièce à nettoyer peut là encore subir des dégradations dues aux décharges à haute tension violentes qu'elle subit. Une telle installation s'avère de plus complexe et procure des résultats aléatoires. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, un objectif de l'invention est de proposer un dispositif pour le nettoyage de pièces de fonderie qui procure un nettoyage plus efficace que les solutions de l'art antérieur. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel dispositif qui n'endommage pas les articles nettoyés, quelque soit le matériau métallique dans lequel est coulé l'article. L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif qui soit fiable et efficace indépendamment de la forme des pièces à nettoyer. Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel dispositif qui soit utilisable pour nettoyer simultanément plusieurs pièces. L'invention a aussi pour objectif de proposer un tel dispositif et une installation qui ne génère pas d'effluents nuisibles pour l'environnement. Ces objectifs ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif pour le nettoyage de pièces de fonderie, du type comprenant une cuve destinée à être remplie d'un liquide et à recevoir au moins une pièce à nettoyer. Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens susceptibles de générer des implosions dans ledit liquide, lesdites implosions permettant de nettoyer la ou lesdites pièces. On obtient ainsi un dispositif qui permet le nettoyage efficace d'articles de fonderie enduits d'une couche indésirable. Les ondes de chocs créées par les implosions détachent la couche recouvrant les surfaces internes et externes des articles. Les implosions sont modulables en force, en fréquence et en orientation, de telle sorte que les ondes de chocs produisent le résultat attendu quelque soient les dimensions ou la forme des pièces à nettoyer. Contrairement aux techniques connues, le phénomène des implosions n'engendre aucune agression physique ou chimique susceptible de détruire ou d'endommager les pièces de fonderie. Le dispositif selon l'invention est de ce fait applicable à des pièces de fonderie réalisées en tout type de matériau, qu'il soit dur ou mou, y compris pour des pièces de précision. Selon une solution préférée de l'invention, lesdits moyens générant des implosions comprennent au moins un canon à eau. Ce type d'appareil, traditionnellement utilisé dans le domaine de la recherche sismique, s'avère particulièrement efficace pour générer des implosions en milieu liquide. C'est donc ici une utilisation tout à fait nouvelle des canons à eau qui est proposée dans le cadre de l'invention. Préférentiellement, le dispositif comprend des moyens de fermeture de ladite cuve. Les implosions ne générant quasiment pas de remous ou d'éclaboussures, des moyens de fermeture de la cuve ne sont pas indispensables mais procurent une sécurité vis-à-vis des utilisateurs ou contre la chute ou l'introduction inopinée d'objets divers dans la cuve. Selon une solution avantageuse, le dispositif comprend des moyens pour déplacer ladite pièce dans ladite cuve. On limite ainsi les interventions humaines et/ou les manipulations manuelles à proximité ou à l'intérieur du dispositif. Dans une version simplifiée, l'introduction et/ou la sortie des pièces peuvent toutefois être effectuées manuellement par un opérateur. Préférentiellement, lesdits moyens pour déplacer ladite pièce portent lesdits moyens de fermeture de ladite cuve. La cuve étant fermée, des déplacements peuvent encore être opérés sur la pièce, de façon par exemple à la déplacer en regard des moyens générant les implosions, que ce soit pour procéder à un déplacement rectiligne de la pièce ou pour la mettre en rotation. On peut ainsi obtenir un nettoyage efficace de toutes les surfaces de la pièce, même si celle-ci présente des formes complexes ou de grandes dimensions. Dans ce cas, lesdits moyens pour déplacer ladite pièce comprennent un manipulateur robotisé. Le recours à un tel équipement, quoique, non obligatoire, s'avère particulièrement avantageux pour automatiser et paramétrer des cycles de nettoyage. A l'aide d'un tel manipulateur, on peut aussi déplacer des charges relativement lourdes, notamment dans le cas où plusieurs pièces, encore en grappe, sont introduites dans le dispositif à l'issue des étapes de coulée et de refroidissement. Selon une solution avantageuse, lesdits moyens de fermeture de ladite cuve sont bordés par des moyens de récupération des égoutures provenant desdites pièces. Le liquide éventuellement chargé de salissures qui s'égoutte des pièces, en particulier lors de leur évacuation du dispositif, est ainsi récupéré de façon à pouvoir le traiter avec le reste du liquide de nettoyage. Selon une solution préférée, lesdits moyens de récupération des égoutures forment un entonnoir autour desdits moyens de fermeture de ladite cuve. On obtient ainsi un moyen simple et efficace pour rediriger le liquide qui s'écoule des pièces ou du manipulateur vers la cuve. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens d'évacuation des boues de nettoyage. Dans ce cas, lesdits moyens d'évacuation des boues de nettoyage sont reliés à des moyens d'aspiration. On peut ainsi procéder en continu à la vidange et à la filtration des boues de nettoyage. II est bien entendu que l'aspiration et la filtration pourraient être effectuées cycliquement, par exemple avant chaque introduction de nouvelles pièces à nettoyer, sans sortir du cadre de l'invention. Préférentiellement, le dispositif comprend des moyens de remplissage de ladite cuve avec ledit liquide. On peut ainsi régulièrement introduire du liquide dans la cuve de façon à la maintenir à un niveau de remplissage assurant le bon fonctionnement du dispositif. L'alimentation en liquide peut être continue ou dépendante d'un détecteur du niveau de liquide dans la cuve. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens d'évacuation du trop plein dudit liquide de remplissage de ladite cuve. Il est en effet possible, en particulier dans le cas d'un remplissage continu, que l'alimentation en liquide soit supérieure à l'évacuation du liquide et des boues de nettoyage. L'évacuation du trop plein évite alors des dysfonctionnements. Selon une solution préférée, ladite cuve intègre des moyens support de ladite pièce. Une telle disposition permet de déposer simplement la ou les pièces à l'intérieur de la cuve, en particulier dans le cadre d'une opération manuelle. En présence de moyens pour manipuler les pièces, on peut aussi de cette façon réduire les contraintes de poids, pendant le nettoyage, qui s'exercent sur le manipulateur robotisé. Avantageusement, ladite cuve est enveloppée d'une matière isolante. On obtient ainsi une isolation du dispositif, en particulier sur le plan acoustique ou vis-à-vis des ondes de choc créées par les implosions. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend deux canons à eau. Dans ce cas, lesdits canons à eau sont avantageusement disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie verticale de ladite cuve. La présence de deux canons à eau permet d'optimiser le nettoyage effectué. Leur disposition de part et d'autre de la cuve assure une bonne distribution des ondes de chocs à l'intérieur de la cuve. Il est bien entendu que d'autres modes de réalisation sont envisageables en fonction de la forme et du nombre de pièces à nettoyer. Le nombre et la disposition des canons à eau peuvent alors être modifiés sans sortir du cadre de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 représente en coupe une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention. Le dispositif illustré par la figure 1 comprend une cuve 1 en acier destinée à être remplie d'eau et à recevoir des pièces à nettoyer, ici représentées sous la forme d'une grappe de pièces 2. Selon l'invention, le dispositif intègre, sur les parois de la cuve 1, deux canons à eau 3, positionnés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie de la cuve 1. Les canons à eau 3 utilisés dans le dispositif sont du type de ceux utilisés dans la recherche sismique, un exemple de ces appareils étant décrit dans le document US-4 185 714. De façon générale, les canons à eau utilisent un principe de fonctionnement consistant à propulser un fluide dans un tube au moyen d'un piston et à stopper brutalement le piston. Il se forme alors une cavité en aval du piston, qui sous l'effet de la pression hydrostatique d'un milieu liquide ambiant, implose, donnant naissance à une onde de choc. Utilisant donc ce principe, les canons à eau 3 présentent ici une orientation sensiblement perpendiculaire à l'axe verticale de la grappe de pièces 2. Ils peuvent toutefois être orientés différemment dans d'autres modes de réalisation. De façon à protéger l'environnement proche du dispositif vis-à-vis des effets sonores et/ou des ondes de chocs produites par les canons 3, la cuve 1 est enveloppée d'une matière isolante 11. Des conduits de remplissage 4 débouchent dans la cuve 1 de façon à remplir celle-ci en eau, au moins à un niveau permettant d'immerger totalement la grappe de pièces à nettoyer 2 (la hauteur d'eau étant ici d'environ 1800 mm). Un conduit 5 permet d'évacuer l'éventuel trop-plein de liquide de remplissage. A la base de la cuve 1, un conduit 6 permet d'évacuer les boues de nettoyage, celles-ci étant pompées par des moyens d'aspiration 7. Dans le présent mode de réalisation, les moyens d'aspiration 7 fonctionnent en permanence de façon à vidanger et à filtrer de façon continue les boues de nettoyage. La cuve 1 intègre en outre des moyens 8 formant support des pièces à nettoyer 2. En fonctionnement, la cuve 1 étant remplie d'eau, la grappe de pièces 2 est introduite par un manipulateur robotisé 9 à l'intérieur de la cuve 1 jusqu'à immersion totale des pièces 2. Comme déjà mentionné, un mode de réalisation simplifié peut être envisagé dans lequel les pièces sont introduites manuellement pour être déposées par exemple sur le support 8. Les canons à eau 3 sont alors actionnés de façon à générer des implosions qui provoquent des ondes de choc 31 dirigées vers les pièces à nettoyer 2. Le nombre de tirs produits par le canon varie entre 10 et 40 selon le nombre et la forme des pièces 2, et éventuellement de l'épaisseur ou de la nature de la couche dont sont enduites les pièces. La forme de la cuve est étudiée de manière à assurer une bonne distribution des ondes de choc. La fréquence des tirs est comprise entre 1 et 4 Hz par canon à eau. Sous l'impact des ondes de chocs 31, la couche qui enveloppe les pièces se détache de ces dernières et se disperse dans l'eau de la cuve 31. Les salissures sont alors évacuées par le conduit 6 à l'aide des moyens d'aspiration 7 indiqués précédemment. De façon à optimiser l'opération de nettoyage, le manipulateur robotisé opère une rotation de la grappe pour permettre l'impact des ondes de choc 31 en tous points de la surface des pièces 2, la forme de la cuve 1 contribuant en outre à améliorer encore la distribution des ondes de chocs. Pendant le nettoyage, la cuve 1 est fermée par des moyens de fermeture 91 portés par le manipulateur 9. Grâce à cette disposition, le manipulateur poursuit le ou les déplacements des pièces 2 tout en évitant que des projections de liquide sortent de la cuve 1. Au moment du retrait des pièces 2 de la cuve 1, les moyens de fermeture 91 sont déplacés solidairement avec le manipulateur 9. L'eau chargée de salissures qui s'égoutte des pièces 2, lorsque celles-ci se trouvent au dessus de la cuve 1, sont recueillies par des moyens de récupération formés par un entonnoir 10. Les égoutures sont ainsi redirigées vers l'entrée de la cuve 1 de façon à être traitées (vidange, filtration) avec l'eau contenue dans la cuve 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le nettoyage de pièces de fonderie, du type comprenant une cuve (1) destinée à être remplie d'un liquide et à recevoir au moins une pièce (2) à nettoyer, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (3) susceptibles de générer des implosions dans ledit liquide, lesdites implosions permettant de nettoyer la ou lesdites pièces (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (3) générant des implosions comprennent au moins un canon à eau. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fermeture (91) de ladite cuve (1). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (9) pour déplacer ladite pièce (2) dans ladite cuve (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (9) pour déplacer ladite pièce portent lesdits moyens de fermeture (91) de ladite cuve (1). 6. Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (9) pour déplacer ladite pièce (2) comprennent un manipulateur robotisé. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture (91) de ladite cuve (1) sont bordés par des moyens de récupération (10) des égoutures provenant desdites pièces (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de récupération (10) des égoutures forment un entonnoir autour desdits moyens de fermeture (91) de ladite cuve (1). 9. Dispositif selon l'un quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'évacuation (6) des boues de nettoyage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation (6) des boues de nettoyage sont reliés à des moyens d'aspiration (7). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de remplissage (4) de ladite cuve (1) avec ledit liquide. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'évacuation (5) du trop plein dudit liquide de remplissage de ladite cuve (1). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ladite cuve (1) intègrent des moyens support (8) de ladite pièce. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite cuve (1) est enveloppée d'une matière isolante (11). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux canons à eaux. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits canons à eaux sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie verticale de ladite cuve (1).