Brevet FR3002468A1 — publié le 20140829

INSTALLATION DE TRAITEMENT DE SURFACE DE PIECES PAR IMMERSION DANS UN LIQUIDE DE TRAITEMENT La présente invention concerne un perfectionnement dans le procédé de traitement de surface de pièces en continue utilisant le principe d'immersion et transfert des pièces, comme par exemple le traitement de pièces métalliques, et plus particulièrement un traitement de conversion tel que, par exemple, une anodisation d'une pièce en aluminium, voire par électrolyse. La présente invention concerne plus particulièrement un nouveau type d'installation de traitement de surface. On connaît déjà différents procédés de traitement de surface de pièces, et plus spécialement de pièces métalliques telles qu'en aluminium, en acier, en cuivre, en laiton, mais aussi des pièces en matières plastiques . On peut citer, par exemple, des traitements anodiques de l'aluminium et de ses alliages, des traitements cathodiques des alliages ferreux comme l'acier ou des alliages non-ferreux comme le cuivre ou le laiton, des traitements de métallisation en phases aqueuses des matières plastiques. De même, le traitement de surface de pièces par électrolyse est un procédé bien connu, qui nécessite la mise en oeuvre d'un courant électrique pour la réalisation du traitement. Les pièces devant subir un traitement de surface par immersion sont généralement fixées sur des supports appelés outillages. Ces outillages sont 25 ensuite regroupés sur des châssis qui sont eux-mêmes déplacés de cuve en cuve à l'aide de palans. Dans une installation classique les pièces à traiter, fixées sur leurs supports sont immergées verticalement, de haut en bas, dans les bains de traitement où elles restent immobiles pendant la durée du traitement. Cette technique présente deux inconvénients majeurs pour le traitement de surface 5 des pièces ; premièrement les pièces à traiter restent immobiles durant le traitement ce qui le rend inégale sur les différentes faces de chacune des pièces, deuxièmement les surfaces des outillages et du châssis les supportant sont elles-mêmes soumises au traitement et consomment ainsi une partie importante de l'énergie et des métaux utilisés pour la transformation ou le 10 dépôt recherchés par l'opération de traitement de surface. La présente invention apporte une amélioration significative du traitement des pièces en permettant la mise en oeuvre d'une agitation par oscillation des pièces pendant la phase d'immersion dans le bain de 15 traitement, elle permet également de réduire au minimum nécessaire les surfaces des supports sur lesquels les pièces à traiter sont fixées, et de réduire la consommation de métaux et d'énergie par la surface des supports pendant la phase de traitement, tout en améliorant la qualité du traitement sur les pièces. 20 Ainsi, l'installation de traitement de surface de pièces selon l'invention comprenant au moins une cuve de traitement comprenant un liquide de traitement dans laquelle est immergée au moins en partie au moins un bras portant sur une de ces extrémités au moins un support de pièce 25 comportant une face inférieure et une face supérieure maintenant en position les pièces à traiter, est caractérisé en ce qu'il est monté en rotation autour d'un axe (X) situé à un niveau inférieur au niveau constitué par la bordure d'extrémité supérieure de la cuve. Selon une caractéristique complémentaire, le/les bras ont deux positions extrêmes et en ce que dans une des positions, le support de pièce est maintenu à l'extérieur de la cuve de sorte que le plan général du/des support(s) soit parallèle au plan déterminé par la surface du liquide contenue dans la cuve, la face inférieure dudit support étant en regard vers le fond de ladite cuve, ce qui permet aux pièces traitées de bien se vider du surplus de liquide après traitement. Selon une autre caractéristique complémentaire, le/ les bras comportent deux positions d'extrémités et en ce que dans une des 10 positions, le/les support(s) de pièces est(sont) maintenu(s) de sorte que le plan général du support soit dans une position selon laquelle la face supérieure du support de pièces est en regard vers le fond de la cuve. Selon un des mode de réalisation, le /les bras a/ont sensiblement la forme d'un C dont une des extrémités est fixée à l'axe de rotation et son 15 autre partie d'extrémité porte le support de pièce qui est destiné à être plongée dans le bain par l'action rotative du/des bras. Précisons que l'axe de rotation est mis en rotation par l'action d'un moteur situé à un niveau inférieur au niveau constitué par la bordure supérieure de la cuve. 20 Selon un des mode de réalisation, la cuve comporte un prolongement vers l'extérieur dans sa partie supérieure permettant à la fois de protéger le moteur ainsi que l'axe et permettant aussi de récupérer le surplus de liquide de traitement lorsque le support de pièce est maintenu à l'extérieur de la cuve. 25 Ajoutons que les supports de pièces sont maintenus de façon amovible sur des glissières fixées sur l'extrémité du/des bras, opposées à l'extrémité liée à l'axe de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 et 2 sont des vues latérales en coupe selon A-A de l'installation. La figure 3 est une vue arrière de l'installation. La figure 4 est une vue latérale en coupe selon A-A de l'installation selon un deuxième mode de réalisation. Les figures 5 et 6 sont des vues latérales en coupe selon A-A de 10 l'installation selon un troisième mode de réalisation. L'installation de traitement de l'invention comporte au moins une cuve (2) de traitement de surface de pièces (5) contenant un liquide (4) de traitement dans lequel sont immergées les pièces (5) à traiter. Les pièces (5) sont maintenues sur au moins un support (6), avantageusement 15 perpendiculairement par rapport au plan général (P) du support. Les/Le support(s) (6) sont/est maintenu (s) de façon amovible par au moins une glissière (7) fixée sur une des extrémités (32) d'un ou de plusieurs bras (3) mobile en rotation. Lesdits/ledit support(s) (6) comporte(nt) une face inférieure (6b) et une face supérieure (6a), la face inférieure (6b) 20 comportant des moyens de maintien sur les/la glissière, et la face supérieure (6a) comporte des moyens de fixation des pièces (5) à traiter. Selon le procédé mettant en oeuvre l'installation de traitement de l'invention, on immerge chaque pièce (5) dans une cuve (2), en lui faisant faire au moins un mouvement de rotation tel que les bulles d'air 25 susceptibles d'être créées à l'intérieur de la cuve sont chassées, permettant ainsi au liquide de traitement (4) de traiter l'intégralité de la pièce (5), rendant le traitement parfaitement homogène. Les/le bras (3) mobiles de l'invention a/ont sensiblement la forme d'un C dont une des extrémités (31) est fixée à un axe de rotation (X) actionné par un moteur (10), et dont l'autre extrémité (32) porte un ou plusieurs support (6) de pièce par l'intermédiaire d'une glissière (7) permettant le maintien de façon amovible du support (6) de pièces. Selon l'invention, l'axe (X) de rotation est mis en rotation par l'action d'un moteur (10), et selon le mode de réalisation préféré l'axe (X) 10 est situé à un niveau inférieur au niveau constitué par la bordure supérieure (2c) de la cuve (2). Les/le bras de l'invention est/sont donc mobile(s) selon un mouvement de rotation dont le centre est l'axe (X) et permet ainsi à l'extrémité libre opposée (32) à celle fixée à l'axe (X) d'être alternativement 15 immergé dans le liquide (4) et émergé dans un mouvement de va et vient. Dans la position extrême haute, selon laquelle l'extrémité libre des/du bras (3) sont/est émergée(s), les/le bras (3) ne sont/ n'est plus en contact avec le liquide (4). Dans cette position, le support de pièce maintenu par les /le bras (3) est/sont à l'extérieur (EXT) de la cuve (2) ou 20 du moins émergé du liquide (4), dans une position selon laquelle le plan général du support (P) est sensiblement parallèle au plan (PL) déterminé par la surface du liquide (4) de traitement contenue dans la cuve (2). Dans une autre position extrême basse, selon laquelle l'extrémité libre (32) des/du bras (3) est immergée, les/ le support(s) (6) de pièces 25 est/sont maintenu(s) de sorte que le plan général (P) des/du support est/sont dans une position selon laquelle la face supérieure (6a) du support (6) de pièces (5) est en regard vers le fond (2b) de la cuve (2). Selon le mode préféré de l'invention, la cuve (2) comporte une paroi de fond (2b) et quatre parois verticales (2a) formant un espace contenant le liquide de traitement (4). Une des parois verticale comporte des moyens de récupération (MR) du surplus de liquide (4) charrié par les pièces traitées, les/le support(s) de pièce (6), les/la glissière(s) (7) et la partie du/des bras ayant été immergé(s) lors du traitement. Ces moyens de récupération (MR) sont réalisés par une portion de paroi (2d) sensiblement horizontale sur l'extrémité supérieure (2c) d'une des parois verticales (2a). Selon le mode préféré de l'invention, l'extrémité supérieure (2c) d'une des parois verticales (2a) de la cuve (2) comporte un prolongement vers l'extérieur (EXT) et ladite portion de paroi (2d) est sensiblement inclinée constituant une surface inclinée dont la pente est orientée vers l'intérieur (INT) de la cuve (2), rapatriant le surplus de liquide (4) dans la cuve (2). Ladite portion de paroi (2d) comporte donc quatre cotés (2a), dont un est avantageusement en contact avec une des extrémités supérieures (2'c) d'une des parois verticales (2a) de la cuve (2), ou à l'intérieur de l'espace déterminé par la cuve (2), le côté opposé à ce dernier est avantageusement situé à l'extérieur (EXT) de la cuve (2) et les deux autres cotés latéraux (2a) en regard l'un l'autre. La longueur de ces-dites parois est de longueur (L) au moins égale à la moitié de la longueur (Li) correspondant à la/les portion(s) de bras plongée(s) dans le liquide de traitement (4). Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, le/les bras (3) comporte(nt) des moyens, avantageusement réalisés par une saillie (33), permettant d'éviter que le surplus de liquide (8) de traitement coule le long dudit/ desdits bras (3) et se répande sur l'axe (X), le moteur et le sol. Selon le mode préféré de l'invention, le moteur (10) est avantageusement fixé sur la face extérieure d'une des parois (2a) de la cuve (2). Et selon d'autres variantes de réalisation, le moteur (10) est fixé sur un support indépendant de la cuve de traitement (2). Décrit de façon plus détaillé, le/les bras (3) de l'invention, et selon le mode réalisation préféré, comporte(nt) plusieurs portions (3a ; 3b ; 3c). Ainsi, les/le bras (3) comporte(nt), à son/leur extrémité fixée (31) au moteur ou à l'axe (X) une première portion (3a) rectiligne, qui, dans une position extrême est sensiblement parallèle au plan (Pv) sensiblement vertical réalisé par les parois de la cuve (2), et dans une autre position extrême est positionnée de façon à constituer un angle compris entre 90° et 150° par rapport au plan (Pv) avantageusement vertical des parois de la cuve. La seconde portion (3b), consécutive à la portion rectiligne (3a), est de forme sensiblement en arc de cercle et la troisième portion (3c) consécutive est avantageusement rectiligne pour porter la/les glissières (7) maintenant le/les support(s) (6) de pièce(s) (5). Selon une variante de ce mode de réalisation, au moins deux des portions de bras sont en arc de cercle. Selon une variante de réalisation représentée à la figure 4, les portions de bras (3a, 3b, 3c, 3d) sont constituées par des profiles rectilignes et sont au nombre de quatre s'intégrant au dispositif avec la même place pour le moteur (10) et la même construction de la cuve (2). La portion en arc de cercle du premier mode de réalisation est dans ce cas réalisée par au moins deux profiles rectilignes et avantageusement par trois profiles rectilignes, remplaçant le profile en C par un profile en U. Aussi, selon encore un autre mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6 les/le bras comporte trois portions (3a, 3b, 3c) constituées par des profiles rectilignes. Les/ le bras (3) sont/est de forme sensiblement en U dont une des extrémités (32) est reliée au moteur (10) et l'autre extrémité (31) est reliée au support (6) de pièces (5). Dans ce mode réalisation, l'axe (X) de rotation du moteur (10) est proche de l'extrémité haute de la cuve (2), et la cuve ne comporte pas de portion de paroi en prolongement vers l'extérieur (EXT) sur l'extrémité supérieure d'une des parois verticales (2a) de la cuve (2). En effet, lorsque le support (6) de pièce (5) est en position haute émergée, le surplus de liquide (8) tombe directement dans la cuve (2). Selon l'invention, le/les bras (3) pivote(nt) autour de l'axe (X) selon une amplitude supérieure ou égale à 90° et inférieure à 180°. Le support de pièce (6) passe donc d'une position horizontale 10 émergée à une position inclinée immergée permettant de remplir et de vider les pièces creuses (5) fixées verticalement sur leur support (6). Durant le temps d'immersion nécessaire à la réalisation du traitement, les pièces (5) sont déplacées faisant au moins un aller-retour, d'une position limite haute, à une position limite basse et inversement, 15 déterminé par la position extrême du/des bras, par la mise en mouvement du/des bras oscillants induite par le moteur (10). La zone dans laquelle se déplacent les pièces est déterminée entre le fond de la cuve et la surface du liquide. Cette agitation mécanique des pièces dans le liquide de traitement 20 permet d'améliorer le contact entre les pièces et le liquide présent dans la cuve et d'améliorer la réactivité chimique sur les pièces (5). Cela permet également d'apporter une meilleure homogénéité du bain de traitement (4). Le contact électrique nécessaire pour certaines opérations de 25 traitements, dans les traitements de conversion ou les traitements avec dépôt, est transmis aux pièces par l'intermédiaire d'une tresse (9) en cuivre fixée sur l'axe (X). Le courant parcourt l'axe, puis le/les bras oscillants (3), pour au final être transmis aux supports (6) et aux pièces (5) à traiter. Dans le cas d'un traitement de dépôt électrolytique, tel qu'un cuivrage, les pièces à traiter seront soumises par la tresse (9) de cuivre à 5 une polarité négative et le métal à déposer fixé sur une électrode sera soumis à une polarité positive. Dans le cas d'un traitement de conversion électrolytique, tel qu'une anodisation, les pièces (5) à traiter seront soumises par la tresse (9) de cuivre à une polarité positive et l'électrode sera soumise à une polarité 10 négative. Selon le dispositif de l'invention, les différentes cuves nécessaires aux différentes étapes du traitement sont alignées côte à côte pour former une ligne de traitement. Les supports sur lesquels sont fixés les pièces sont transférés d'une 15 cuve à la cuve suivante par des moyens de transfert constitués par des bras et des préhenseurs reliés par un axe commun permettant de déplacer dans un mouvement transversal unique tous les supports de pièces d'une position à la suivante. Dans l'installation de l'invention la chaîne de convoyage est 20 disposée au-dessus de la ou des cuves, et l'axe général de convoyage est parallèle à l'axe de rotation du ou des bras. La chaîne de convoyage comprend au moins un chariot mobile en déplacement sur un rail de guidage afin de pouvoir par déplacement de va et vient, et permettre le dégagement d'une ou de plusieurs cassettes 25 comprenant les pièces déjà traitées, et permettre la mise en place d'une ou de plusieurs cassettes comprenant les pièces non encore traitées. L'installation de l'invention comprend au moins une cuve de traitement et une chaîne de convoyage, et avantageusement une chaîne de stockage aval pour les cassettes des pièces non traitées, et une chaîne de stockage amont pour les cassettes des pièces déjà traitées. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS1. Installation de traitement de surface de pièces comprenant au moins une cuve de traitement (4) comprenant un liquide de traitement (3) dans laquelle est immergée au moins en partie au moins un bras portant sur une de ces extrémités au moins un support de pièce comportant une face inférieure et une face supérieure maintenant en position les pièces à traiter caractérisé en ce qu'il est monté en rotation autour d'un axe (X) situé à un niveau inférieur au niveau constitué par la bordure d'extrémité supérieure de la cuve. 2. Installation de traitement de surface de pièces selon la revendication 1, caractérisée en ce que le/les bras ont deux positions extrêmes et en ce que dans une des positions, le support de pièce est maintenu à l'extérieure de la cuve de sorte que le plan général du/ des support(s) soit parallèle au plan déterminé par la surface du liquide contenue dans la cuve, la face inférieure dudit support étant en regard vers le fond de ladite cuve, ce qui permet aux pièces traitées de bien se vider du surplus de liquide après traitement. 3. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le/les bras comporte(nt) deux positions d'extrémités et en ce que dans une des positions, le/les support(s) de pièces est maintenu de sorte que le plan général du support soit dans une position selon laquelle la face supérieure du support de pièces est en regard vers le fond de la cuve. 4. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une 25 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le /les bras a/ ont sensiblement la forme d'un C dont une des extrémités est fixée à l'axe de rotation et son autre partie d'extrémité porte le support de piècequi est destinée à être plongée dans le bain par l'action rotative du/ des bras. 5. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le/les 5 bras pivote(nt) autour de l'axe selon une amplitude supérieure à 90° et inférieure à 180°. 6. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe de rotation est mis en rotation par l'action d'un moteur situé à un niveau 10 inférieur au niveau constitué par la bordure supérieure de la cuve. 7. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cuve comporte un prolongement vers l'extérieure dans sa partie supérieure permettant à la fois de protéger le moteur ainsi que l'axe et permettant 15 aussi de récupérer le surplus de liquide de traitement lorsque le support de pièce est maintenu à l'extérieur de la cuve. 8. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les supports de pièces sont maintenus de façon amovible sur des glissières 20 fixées sur l'extrémité du/des bras, opposée à l'extrémité liée à l'axe de rotation. 9. Installation de traitement de surface de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports sur lesquels sont fixées les pièces sont transférés d'une cuve à 25 d'autres cuves, alignées cotes à cotes formant une ligne de traitement, par un bras de transfert, lesdits bras de transfert étant reliés entre eux par unaxe afin de déplacer dans un mouvement transversal unique tous les supports d'une position à la suivante.