Brevet FR2832429A1 — publié le 20030523

La présente invention concerne le domaine des appareillages utilisés pour revêtir des pièces par immersion dans un bain, et plus particulièrement un dispositif porte-pièces perfectionné permettant d'effectuer le traitement de surfaces par voie humide, notamment le traitement électrolytique et l'oxydation anodique d'objets de formes diverses et complexes pouvant présenter des parties concaves et des parties convexes, dans plusieurs bains successifs. On connaît diverses techniques classiques de dépôt électrolytique de couches métalliques sur des objets, consistant à fixer les pièces à traiter sur des supports électriquement conducteurs, au moyen par exemple de pinces, crochets ou fils, que l'on plonge dans un bain électrolytique à travers lequel on fait passer un courant électrique. Le support et les moyens de fixation des pièces sont en matière conductrice et protégés par un revêtement isolant tel qu'une couche de polychlorure de vinyle, pour éviter qu'un dépôt métallique ne s'y forme au cours des opérations de traitement électrolytique. Pour les traitements d'oxydation anodique, la présence d'un revêtement isolant n'est pas toujours requise. Les traitements comportent généralement plusieurs étapes consistant à plonger les objets successivement dans plusieurs bains, de telle sorte que chaque étape corresponde à un traitement spécifique, par exemple un bain de dégraissage et nettoyage des pièces, puis un bain de décapage, un bain de rinçage, un bain de traitement électrolytique (électrodéposition), un deuxième bain de rinçage, etc. Les objets à traiter sont généralement maintenus sur le même support, l'ensemble étant plongé successivement dans les bains tels que ceux indiqués ci-dessus. Aussi, par effet d'entraînement, des quantités non négligeables de solution d'un bain peuvent adhérer aux pièces à traiter ou au support et être introduites dans le bain suivant, ce qui entraîne des pertes de matières, une diminution du rendement, une pollution des bains successifs, et une augmentation des coûts de traitement. Ces inconvénients sont particulièrement importants dans le cas de pièces de forme complexe, comportant des parties convexes qui sont susceptibles de retenir des quantités significatives de solution. Il est alors nécessaire de vider ces volumes de solution, par exemple en modifiant alternativement l'orientation des pièces sur le support, à la sortie d'un bain et avant l'entrée dans le bain suivant. Une autre difficulté inhérente aux pièces complexes est due au fait que plusieurs passages dans le même bain sont parfois indispensables pour que le traitement de toutes les surfaces des pièces soit homogène. Dans ce cas, chaque passage est effectué en présentant les pièces, ou leur support, dans une orientation différente. Toutes ces difficultés sont d'autant plus importantes que les pièces sont de formes, de dimensions et de masses plus variées. Divers dispositifs ont été proposés pour faciliter ce type de traitement électrolytique, améliorer son efficacité et diminuer les risques de pollution des bains. Par exemple, le brevet GB 1.428. 856 décrit une installation de traitement électrolytique adaptée à des pièces creuses permettant l'écoulement de la solution en sortie du bain sans rétention dans la pièce, au moyen de deux tiges parallèles verticales, dont l'une porte des barres horizontales comportant des moyens de fixation des objets à traiter, les tiges étant articulées entre elles de manière à ce que le déplacement d'une tige par rapport à l'autre provoque un mouvement de rotation des barres horizontales et par conséquent une modification de l'orientation des objets qui y sont fixés. Le brevet FR 2.714. 079 décrit un autre dispositif appliquant le même principe où des tiges horizontales mobiles par rotation autour de leur axe sont commandées par la position d'une barre horizontale basse par rapport à une barre haute. La présente invention a pour objet un dispositif portepièces pour traitement de surface par voie humide, notamment traitement électrolytique et oxydation anodique d'objets de formes diverses, du type comportant une armature et des supports mobiles, permettant a'éviter les difficultés indiquées ci-dessus et d'augmenter la capacité de traitement des pièces par comparaison avec un outillage conventionnel. La présente invention a aussi pour objet un dispositif porte-pièces capable de traiter des pièces de formes, dimensions et masses variées, et en particulier des pièces de formes complexes, avec un seul outillage. Enfin, la présente invention a pour objet un dispositif porte-pièces pour traitement électrolytique assurant une distribution sélective du courant électrique de manière à améliorer le rendement du traitement. Le dispositif porte-pièces pour traitement électrolytique de l'invention est du type comportant une armature en matériau conducteur et des supports mobiles portant les pièces à traiter, et il se distingue en ce que les supports mobiles sont disposés symétriquement par rapport à l'armature et sont articulés à l'armature suivant un axe de pivotement horizontal commandé par au moins une tige verticale. Suivant une forme avantageuse de réalisation, les supports mobiles sont constitués par des barrettes en U disposées symétriquement deux à deux de part et d'autre de l'armature, et articulées entre elles et aux tiges verticales par les extrémités de leurs branches suivant un axe coulissant dans un trou oblong. Une pluralité de telles barrettes peuvent être placées parallèlement sur l'armature. Les pièces à traiter sont fixées sur les barrettes par des moyens usuels, tels que pinces, crochets ou fixations magnétiques. Le mouvement de pivotement et de bascule des barrettes est commandé par des tiges coulissant par rapport à l'armature suivant un mouvement de va-et-vient vertical. Le courant électrique est amené sur le dispositif au moyen de colonnes. placées dans le cadre de l'armature, et fixées par des supports isolants solidaires des tiges coulis- saintes. L'armature du dispositif porte-pièces est réalisée en un matériau conducteur, de préférence un métal compatible avec la solution utilisée dans le bain de traitement, et présentant une conductivité appropriée, par exemple un acier, du laiton, du titane, de l'aluminium ou un alliage, et de préférence un acier inoxydable. Le dispositif porte-pièces de l'invention présente divers avantages par rapport aux dispositifs conventionnels utilisés dans ce domaine technique. En particulier, il permet de doubler environ la capacité de traitement des pièces grâce à sa configuration à double face. Il permet aussi de limiter, voire éviter presque totalement, la rétention de liquide sur le support et sur les pièces, qu'il s'agisse de pièces lourdes dont le poids facilite le basculement du support pour modifier son orientation en sortie d'un bain, ou de pièces légères qui ne peuvent bénéficier de cet effet de gravité. Il assure enfin une distribution sélective du courant électrique, concentrée sur les moyens d'accrochage des pièces, ce qui entraîne une diminution de la consommation électrique et par voie de conséquence permet d'utiliser des redresseurs de courant d'alimentation des barres de moindre puissance. Ces divers avantages peuvent être mis à profit pour les traitements de surface de pièces métalliques, que ce soit par exemple de l'oxydation anodique, du zingage, du nickelagechromage, de la dorure ou de l'argenture. La sélectivité de la distribution du courant électrique permet plus particulièrement de fournir un maximum de courant sur les pièces à traiter et un minimum sur l'outillage, pour assurer une meilleure qualité du revêtement de la pièce métallique. Dans le cas du zingage, le dispositif porte-pièces de l'invention est conçu de telle sorte que le courant peut être distribué sur l'ensemble de la structure métallique de l'outillage. Le dispositif de l'invention est tout particulièrement avantageux pour le traitement de pièces légères et creuses telles que des valves en aluminium, que l'on doit traiter par oxydation anodique, en évitant les phénomènes de rétention de solution, de bouchonnage, et de bulles d'air en cours de traitement. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail dans la description suivante, relative à une forme préférentielle et non limitative de réalisation, en référence aux dessins annexés qui représentent : Figure 1 : une vue en perspective d'un dispositif portepièces conforme à la présente invention ; Figure 2 : une vue partielle, en perspective, du dispositif de la Figure 1 en position de traitement ; Figure 3 : une vue partielle en coupe suivant A-A sur la Figure 2. Comme le montre la Figure 1, le dispositif porte-pièces de l'invention comprend une armature (1) métallique constituée de deux cadres rectangulaires (la et lb) portant chacun deux anneaux (2) placés en vis-à-vis sur chaque petit côté du rectangle, et reliés entre eux par leurs angles au moyen de barres verticales (3). L'armature (1) de forme parallélépipédique est combinée à deux tiges verticales (4), chacune d'entre elles pouvant coulisser dans les anneaux (2) de l'armature (1). Des supports constitués par des barrettes (5) en forme de U sont articulés à l'armature par pivotement suivant un axe horizontal passant dans un trou (6) prévu dans chaque barre verticale (3) de l'armature (1) et situé approximativement au milieu (7) de chaque branche de la barrette en U (5). Les deux barrettes opposées (5a et 5b) de part et d'autre de l'armature (1) sont reliées entre elles par les extrémités des branches du U et articulées suivant un axe passant dans un trou oblong (8). Ainsi les deux barrettes peuvent basculer autour de l'axe fixe (6) suivant un angle qui est limité par le débattement de la tige (4) et la largeur du trou oblong (8). Chaque barrette (5) est munie de crochets (9) placés régulièrement, pour la fixation des pièces (10) à traiter. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 1, les pièces (10) creuses sont disposées de manière à ce que leur ouverture soit orientée vers l'extérieur de l'armature Des colonnes (11) verticales sont prévues pour l'alimentation électrique et sont fixées par des supports isolants (12). Le courant électrique est amené des colonnes (11) aux barrettes (5) par l'intermédiaire de contacts se présentant sous forme de languettes métalliques flexibles (13). Ces languettes (13) sont fixées aux barrettes, par exemple par soudage ou boulonnage, et leur extrémité libre prend appui par pression contre les colonnes (11), assurant le passage du courant. Le mouvement de translation vertical des tiges (4) suivant la flèche (14) entraîne le basculement des barrettes (5) sur leur axe de pivotement (6), de la position représentée sur la Figure 1 à celle représentée sur le Figure 2. L'angle de pivotement est déterminé par le déplacement de la tige (4), dans la limite imposée par la course de la tige et la dimension du trou oblong (8). Bien entendu, ce mouvement est relatif, c'est-à-dire que l'armature (1) peut être déplacée par rapport à la tige (4), et inversement. L'armature (1) est suspendue sur une barre porteuse (15) par l'intermédiaire des deux têtes (16) solidaires de l'armature, mais isolées électriquement par les isolants (17). Le mouvement de la barre porteuse mobile (15) peut être piloté par un robot de telle sorte qu'en position angulaire haute les pièces soient immergées dans le bain de traitement, et qu'en position angulaire basse les pièces se vident. Bien entendu, ce mouvement peut être inversé suivant la disposition des pièces sur les crochets de fixation. Dans le cas d'un traitement de pièces par oxydation anodique, des tresses isolées (18) sont prévues pour relier les barres porteuses aux deux colonnes (11). Ces colonnes, comme le montre la Figure 2, sont maintenues par les supports isolants (12) montés sur une entretoise (19) fixée par ses deux extrémités aux tiges verticales (4). Les axes d'articulation (6) des barrettes (5) sur l'armature sont isolés électriquement de telle sorte que le courant soit amené aux seules zones de contact avec les pièces à traiter. Une telle isolation est utile dans le cas d'un traitement d'oxydation anodique, mais elle peut être supprimée pour d'autres types de traitement (par exemple zingage) où l'armature ne doit pas être isolée des barrettes. La Figure 3 montre le détail de la disposition des languettes flexibles (13) sur les barrettes (5) de telle sorte que leurs extrémités libres restent en contact avec la colonne (11) d'alimentation électrique. Les deux languettes peuvent être placées de part et d'autre ou du même côté de la colonne (11). REVENDICATIONS 1. Dispositif porte-pièces pour traitement de surface par voie humide tel que traitement électrolytique ou oxydation anodique, comportant une armature (1) en matériau conducteur et des supports mobiles (5) portant les pièces à traiter, caractérisé en ce que les supports mobiles sont disposés symétriquement par rapport à l'armature (1) et sont articulés à l'armature suivant un axe de pivotement horizontal (6) commandé par au moins une tige verticale (4). 2. Dispositif porte-pièces suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les supports mobiles sont constitués par des barrettes en U (5) disposées symétriquement deux à deux de part et d'autre de l'armature (1). 3. Dispositif porte-pièces suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les barrettes (5) sont articulées entre elles et aux tiges (4) par les extrémités de leurs branches suivant un axe coulissant dans un trou oblong (8). 1 4. Dispositif porte-pièces suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mouvement de pivotement des barrettes (5) est commandé par les tiges (4) coulissant par rapport à l'armature (1) suivant un mouvement de va et vient vertical dans des anneaux (2) solidaires de l'armature. 5. Dispositif porte-pièces suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le courant électrique est amené au moyen de colonnes (11) fixées par des supports isolants (12) solidaires des tiges coulissantes (4). 6. Dispositif porte-pièces suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le courant électrique est amené aux colonnes par des languettes flexibles (13) fixées aux barrettes (5) prenant appui par pression contre les colonnes (11). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature (1) est suspendue à une barre porteuse mobile (15) pilotée par robot.