Brevet FR2939061A1 — publié le 20100604

L'invention concerne un système de traitement de surface, par effet d'abrasion, de pièces mécaniques, notamment de rodage, comprenant un plateau tournant pourvu d'une surface de traitement au contact de laquelle lesdites surfaces sont traitées. Les systèmes de ce type, qui sont connus, présentent l'inconvénient majeur qu'ils ne permettent pas de détecter d'une façon fiable et simple, une élévation anormale de la température du plateau et/ou des pièces mécaniques qui pourrait provoquer une déformation mécanique de ceux-ci due à une dilatation thermique trop importante. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Pour atteindre ce but, le système selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins un élément indicateur du franchissement d'un seuil de température prédéterminé est disposé en contact thermique avec le plateau. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément indicateur du franchissement du seuil, précité, est un élément dont la couleur change lors du franchissement du seuil. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'élément indicateur du franchissement de seuil est réalisé en un matériau comportant des poudres thermochromiques dont la couleur change lors du dépassement dudit seuil. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système comporte un plateau tournant sur lequel est disposé au moins un anneau de retenue des pièces à traiter et d'homogénéisation d'un film abrasif sur le plateau, caractérisé en ce que l'élément indicateur du franchissement du seuil prédéterminé est prévu sur ledit anneau. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce qu'un ou plusieurs éléments indicateurs sont prévus sur l'anneau. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'anneau de retenue de pièces et d'homogénéisation du film abrasif comporte des plots d'homogénéisation du film, qui sont répartis sur le pourtour de l'anneau et en ce qu'un ou plusieurs plots indicateurs du franchissement du seuil de température sont prévus sur l'anneau. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'anneau de retenue de pièces et d'homogénéisation du film abrasif est du type à rainures et en ce qu'un élément indicateur du franchissement du seuil est disposé dans au moins une des rainures. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'élément indicateur du franchissement du seuil de température prédéterminé est intégré au plateau de façon qu'une partie de cet élément soit visible de l'extérieur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le plateau 1 comporte un évidement avantageusement central et en ce qu'un élément indicateur du franchissement du seuil est disposé en contact avec la face de délimitation de l'évidement. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine de rodage standard ; - la figure 2 est une vue en perspective illustrant 35 une partie de la machine de la figure 1, équipée d'un anneau de rodage selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un anneau de rodage selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un anneau de rodage selon l'invention ; - la figure 5 représente un plateau de rodage selon l'invention respectivement avant et après le dépassement d'un seuil de température prédéterminé ; - les figures 6A et 6B illustrent un autre mode de réalisation d'un plateau de rodage selon l'invention, respectivement avant et après le dépassement du seuil de température. Comme le montre la figure 1, une machine de rodage comporte typiquement un plateau tournant 1 destiné à recevoir une pluralité d'anneaux de rodage 2 dont seulement un est illustré, chacun destiné à être tenu en place par un organe 3 en forme d'un Y portant à chaque extrémité de bras un galet rotatif 4 de retenue d'un anneau et dont la branche de base 5 est montée réglable en 6 en position sur la table 7. Le plateau est supporté, de façon connue en soi, par un faux plateau disposé sous la table 7. La figure montre en 8 un certain nombre de pièces à traiter par la machine, qui sont placées dans l'anneau de rodage 2 et positionnées à l'aide d'une plaque de masque 9 qui comporte des découpes 10 d'une géométrie appropriée à celle des pièces 8 pour pouvoir recevoir chacune une de ces pièces. Le masque 9 est disposé à l'intérieur de l'anneau 2 et présente donc une forme complémentaire à celle de l'anneau. Le ou les anneaux 2 sont utilisés pour maintenir les pièces 8 sur le plateau 1, assurer une usure homogène du plateau pendant la rotation, et homogénéiser un film abrasif appliqué à la surface de pose des pièces sur le plateau. Ce film abrasif est constitué d'un liquide diamanté et d'un fluide lubrifiant, qui sont pulvérisés sur le plateau par une buse de pulvérisation 12, à des intervalles réguliers, de façon que ce film abrasif soit uniforme lors du rodage. Ce film abrasif est très important, d'une part, pour l'effet de coupe et d'autre part, pour la lubrification. La figure 1 montre encore un disque presseur 13 destiné à être abaissé et exercer une pression sur les pièces lors du rodage. L'anneau de rodage comporte un grand nombre de plots 14 avantageusement en céramique, qui sont répartis uniformément sur son pourtour et qui sont implantés de façon à s'étendre axialement et c'est par les faces frontales de ces plots que l'anneau prend appui sur le plateau. Les plots ont pour fonction d'assurer l'homogénéité du film abrasif et/ou une usure homogène du plateau pendant la rotation. Etant donné que l'effet d'abrasion se produit par des contacts de frottement principalement entre les pièces en train d'être rodées et le plateau de rodage, mais aussi, à un degré moindre entre le plateau et les anneaux de maintien des pièces sur celui-ci, les pièces et le plateau s'échauffent. L'élévation de température des pièces et du plateau induit une déformation mécanique de ces éléments, due à une dilatation thermique trop importante. Ces déformations ont un impact direct sur la qualité de rodage et peuvent provoquer un défaut de planéité des pièces, qui est inacceptable. L'invention a pour objectif de pallier ce problème et propose de prévoir à cette fin un moyen détecteur du franchissement d'une valeur de seuil de température, permettant à l'opérateur d'anticiper et de prévenir une déformation mécanique trop importante du plateau de rodage et des pièces rodées. Conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, au moins un plot noté 14' de l'anneau de rodage 2, ou plusieurs plots répartis sur le pourtour de l'anneau, présentent la particularité qu'ils changent de couleur lors du dépassement du seuil de température. Le changement de couleur que l'opérateur constate visuellement permet à celui-ci de modifier en conséquence l'application du film abrasif sur le plateau ou de modifier d'autres paramètres, comme la pression. Après le changement de couleur, les plots restent dans cet état assez longtemps pour que l'opérateur puisse constater ce changement. Sur les figures 2 et 3, les plots 14' détecteurs ou indicateurs du dépassement d'un seuil de température critique sont sombres par rapport aux plots normaux 14. Si l'anneau comporte plus d'un plot 14', ces plots peuvent être répartis régulièrement autour de l'anneau ou de toute autre manière souhaitée. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les plots sont constitués d'une résine dans laquelle sont incorporés des pigments thermochromiques, c'est-à-dire des microcapsules thermochromiques sous forme de poudres. Ces microcapsules contiennent les substances thermochromiques. Ces microcapsules passent lors du franchissement d'un seuil de température d'une couleur initiale à un état de décoloration totale. Le processus est réversible. Quand la température redescend, la couleur d'origine réapparaît. Des poudres thermochromiques sont disponibles dans le commerce et la température de décoloration se situe entre -15°C et 80°C, selon le choix des microcapsules. Le processus de changement de couleur peut être reproduit indéfiniment. Les couleurs standards des poudres thermochromiques sont le noir, le bleu reflex, le vert, le magenta et le violet. Bien entendu, d'autres couleurs sont disponibles, telles que bleu ciel, orange, turquoise, rose, jaune, etc. Il est possible de choisir une couleur donnée avec une température de transition donnée. Cette température de transition peut être précise au degré près. Comme il ressort de ce qui précède, en l'absence d'un colorant supplémentaire dans la résine, la couleur du plot au-dessus du seuil de température sera donc la couleur de la résine seule. Il est possible de prévoir dans la résine un agent de suspension ou stabilisant pour améliorer l'homogénéisation et la dispersion des microcapsules dans la résine. La forme du plot peut être obtenue par coulée de la résine dans un moule ou par usinage. Les figures 5A, 5B et 6A, 6B illustrent d'autres modes de mise en oeuvre du principe de l'invention, c'est-à-dire des éléments détecteurs d'un franchissement de la température de seuil d'un plateau de rodage. Sur les figures 5A, 5B, le plateau de rodage présente un alésage central 16 dans lequel est prévu un plot détecteur 18 selon l'invention, en contact avec la paroi de l'alésage. La figure 5A montre le plateau à une température normale, c'est-à-dire une température en dessous du seuil de changement de température. Le plot présente une couleur prédéterminée. La figure 5B montre le plateau après le franchissement du seuil. On constate que le plot est devenu incolore. Cette application de l'invention présente l'avantage qu'elle n'implique pas de changement dans la technologie de fabrication des plateaux de rodage. Les figures 6A et 6B illustrent quelques exemples d'autres modes de réalisation de plateaux de rodage selon l'invention, selon lesquels les éléments détecteurs, en forme de bâtons 19 ou plaquettes 20 peuvent être placés dans l'épaisseur du plateau de façon à être visibles sur la face supérieure de celui-ci. Les figures 6A, 6B montrent le plateau respectivement à des températures en dessous et au-dessus du seuil. Bien entendu, les éléments indicateurs du franchissement du seuil peuvent être conçus pour qu'il y ait un changement de couleur, à partir d'une couleur prédéterminée dans une autre couleur, par exemple marron foncé à vert ou bleu, par incorporation à la résine constituant l'élément détecteur d'un colorant approprié qui détermine alors la couleur de l'élément, après le franchissement du seuil, c'est-à-dire après que les poudres thermochromiques soient devenues incolores. Il ressort de ce qui précède, que l'invention peut être mise en oeuvre de diverses manières en réalisant des éléments indicateurs d'un franchissement d'un seuil de température prédéterminé, en des configurations et compositions de résine diverses, à condition que les éléments indicateurs soient en contact thermique avec le plateau. La figure 4 illustre l'application de l'invention à un autre type d'anneau, c'est-à-dire un anneau 2 en fonte pourvu de rainures 21 réparties tout autour de l'anneau et destinées à assurer l'homogénéisation du film abrasif. Conformément à l'invention, un élément indicateur 22 du franchissement du seuil de température peut être disposé dans une ou, le cas échéant de façon aléatoire, dans plusieurs de ces rainures 21. Conformément à l'invention, il est encore possible d'intégrer un ou des inserts détecteurs dans des rainures ou entre des motifs prévus dans un plateau en fonte. L'invention présente de multiples avantages. On peut choisir la température de transition de couleur au degré près. Les couleurs avant et après le franchissement du seuil peuvent également être choisies. Le changement de température des éléments indicateurs est totalement réversible. Il suffit de les passer sous eau froide pour les réinitialiser. L'invention permet de garantir dans le temps la qualité de rodage en terme de planéité. On peut choisir la forme de l'élément détecteur : plot, bâtonnet ou analogue. Concernant le produit abrasif, d'autres types de produits abrasifs peuvent être utilisés, comme par exemple le carbure de silicium, carbure de bore, l'alumine, l'oxyde de cérium, etc. Egalement, les liquides abrasifs peuvent être utilisés avec un fluide lubrifiant, mais le lubrifiant peut faire partie du liquide abrasif ou être mélangé avec le liquide abrasif avant application sur le plateau par pulvérisation ou autres moyens d'application (exemple : goutte à goutte, etc.) Il est encore à noter que certains plateaux n'ont pas besoin de liquide abrasif car l'abrasif (diamant, alumine, autres) est déjà dans le plateau. On utilise alors comme lubrifiant, soit de l'eau, soit un lubrifiant. L'invention couvre aussi les machines de rodage double plateaux. Le principe est similaire à la technologie monoplateau représentée, sauf qu'au lieu d'avoir un piston 13, il y a un autre plateau. Les pièces à roder sont prises en sandwich entre ces plateaux. L'élévation de température peut être détectée en fin de cycle lorsque le plateau supérieur se relève.15 REVENDICATIONS1. Système de traitement de surfaces, par effet d'abrasion, de pièces, notamment de rodage, comprenant un plateau tournant pourvu d'une surface de traitement au contact de laquelle lesdites surfaces sont traitées, caractérisé en ce qu'au moins un élément indicateur (14', 18, 19, 20, 22) est disposé en contact thermique avec le plateau. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément indicateur du franchissement du seuil précité est un élément dont la couleur change lors du franchissement du seuil. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément indicateur du franchissement de seuil est réalisé en un matériau comportant des poudres thermochromiques dont la couleur change lors du déplacement dudit seuil. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un plateau tournant (1) sur lequel est disposé au moins un anneau (2) de retenue des pièces à traiter et d'homogénéisation d'un film abrasif sur le plateau, caractérisé en ce que l'élément indicateur (14', 22) du franchissement du seuil prédéterminé est prévu sur ledit anneau (2). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que plusieurs éléments indicateurs (14') sont prévus sur l'anneau (2). 6. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'anneau de retenue de pièces et d'homogénéisation du film abrasif comporte des plots (14) d'homogénéisation du film, qui sont répartis sur le pourtour de l'anneau et en ce qu'un ou plusieurs plots (14') indicateurs du franchissement du seuil de température sont prévus sur l'anneau (2). 7. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'anneau de retenue de pièces etd'homogénéisation du film abrasif est du type à rainures (21) et en ce qu'un élément (22) indicateur du franchissement du seuil est disposé dans au moins une des rainures. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément indicateur (19, 20) du franchissement du seuil de température prédéterminé est intégré au plateau de façon qu'une partie de cet élément soit visible de l'extérieur. 9. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plateau 1 comporte un évidement avantageusement central (16) et en ce qu'un élément indicateur (18) du franchissement du seuil est disposé en contact avec la face de délimitation de l'évidement.