|
(11) | EP 0 002 628 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
| (54) | Installation de grenaillage automatique pour pièce de grandes dimensions |
| (57) L'invention concerne le domaine des traitements de surface des métaux par jet abrasif
avec des matériaux en particules. On soumet les organes de projection d'abrasif (8' a un mouvement oscillatoire alternatif, on déplace les organes de projection (8) et les surfaces à traiter (3) les uns par rapport aux autres et l'on modifie la vitesse du mouvement oscillatoire pour des points déterminés de la course des organes (8). Les moyens de déplacement des organes de projection (8) comportent des moyens supports (10, 11, 12) disposés selon un contour homothétique de la pièce à traiter (1) des moyens de déplacement angulaire (13), des moyens de déplacement (4, 19) relatif des organes de projection et des moyens de contrôle de la vitesse de déplacement. |
[0001] L'invention concerne une installation de grenaillage automatique pour pièces de grandes dimensions telles que containers, voitures et wagons de chemin de fer, etc.
[0002] Les procédés de traitement de surface consistant à projeter un abrasif contre la surface d'une pièce à traiter nécessitent généralement, lorsque cette pièce est de grandes dimensions, l'intervention de plusieurs opérateurs travaillant en même temps. L'automatisation des opérations de sablage et de grenaillage a été réalisée par exemple dans les machines à grenailler les coques de navire. Ainsi, le brevet français N° 1 001 398 montre une telle machine comprenant une tête susceptible de se déplacer selon deux axes de coordonnées et aussi de s'éloigner ou de s'approcher de la surface pour régler le degré de grenaillage. Un tel dispositif donne de bons résultats lorsque les surfaces à traiter ne présentent pas de parties saillantes ou rentrantes de faibles dimensions relatives, ou de zones particulièrement délicates, comme par exemple des soudures. Ces particularités ont jusqu'à présent empêché l'emploi de dispositifs automatiques et l'opérateur, maniant le dispositif de projection de l'abrasif selon des angles variables et pendant un temps variable en fonction de la surface à traiter, s'est montré irremplaçable.
[0003] L'invention vise à la réalisation d'une installation automatique susceptible de traiter la surface la plus grande possible avec un nombre réduit de buses par un mouvement combiné desdites buses et de la pièce à traiter, et également de soumettre certaines parties de la surface à des temps de grenaillage différents.
[0004] Le procédé de grenaillage automatique selon l'invention, pour des pièces de grandes dimensions, est remarquable en ce que l'on soumet les organes de projection d'abrasif à un mouvement oscillatoire alternatif, les axes des organes restant parallèles entre eux et définissant un plan sécant à la surface à traiter, on déplace ensuite les organes de projection et la surface à traiter relativement les uns par rapport aux autres de manière que ledit plan balaie la totalité de la surface, on modifie la vitesse du mouvement oscillatoire alternatif pour des points déterminés de la course des organes de projection.
[0005] L'installation de grenaillage automatique, pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprenant un dispositif de déplacement de la pièce à traiter, au moins un organe de projection de l'abrasif, des moyens de déplacement angulaire dudit organe, est remarquable en ce qu'elle comporte
- des moyens supports des organes de projection disposés dans un plan sécant par rapport à la (ou les) surface(s) à traiter et selon un contour approximativement homothétique de la section de la pièce à traiter,
- des moyens de déplacement angulaire des organes de projection, lesdits moyens étant synchronisés de manière que les axes des organes de projection restent parallèles entre eux lors de leur déplacement,
- des moyens de déplacement relatif des organes de projection et de la surface à traiter, lesdits moyens assurant le balayage par le plan sécant de la surface à traiter,
- des moyens de contrôle de la vitesse de déplacement relatif par rapport à la vitesse de déplacement angulaire.
[0006] Les explications et les figures, données ci-après à titre d'exemple, permettront de bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
[0007]
La figure 1 représente une vue en coupe d'un exemple d'installation selon l'invention;
la figure 2 est une vue partiellement en coupe d'un autre exemple de réalisation de l'installation selon l'invention; la figure 3 est une vue de dessus d'une installation dans laquelle se retrouvent les deux modes de réalisation des figures précédentes; la figure 4 est un schéma montrant le recouvrement des surfaces traitées par un organe de projection .
[0008] Le procédé de grenaillage automatique selon l'invention consiste à donner aux organes de projection de l'abrasif un mouvement oscillatoire alternatif qui sera généralement un mouvement de haut en bas. Ce mouvement sera nécessairement limité dans un angle de 1800 et de préférence ne dépassera pas 90°. En effet, il faut que la distance entre la buse de projection et la surface à traiter reste à peu près constante afin d'éviter des irrégularités de traitement. La surface des pièces à traiter pouvant être supérieure à la zone balayée verticalement par le jet d'abrasif, un certain nombre d'organes de projection seront nécessaires pour que, lors d'un balayage entre la position vers le haut et la position vers le bas, la hauteur totale de la surface à traiter soit couverte. Afin de faciliter la synchronisation des mouvements des organes de projection, les axes desdits organes seront parallèles entre eux. Les différents organes ou plus exactement leurs axes géométriques définissent, lors de leur oscillation, un plan qui coupe la surface à traiter perpendiculairement ou selon un angle aigu qui, pour les mêmes raisons que précédemment expliquées, ne devra pas être supérieur à 90°.
[0009] Afin de traiter toute la longueur de la surface, on animera la surface à traiter et les organes de projection d'un mouvement relatif de translation continu. Selon différents modes de déplacement relatif continu, on déplace la pièce à traiter devant les organes de projection fixes ou on déplace les organes de projection devant la pièce fixe. Selon la surface à traiter et en particulier lorsque celle-ci présente des soudures, il est nécessaire de les soumettre à un traitement plus actif. Pour ce faire, on prolonge la durée de grenaillage. De préférence, on profite de l'inversion du sens de déplacement de l'organe de projection pour ralentir, sinon arrêter, le mouvement. Il est bien entendu que ce ralentissement ou cet arrêt peut être fait en n'importe quel point de la course des organes de projection.
[0010] Afin d'avoir une efficacité maximale de traitement, la vitesse de mouvement oscillatoire des organes de projection et la vitesse de déplacement relatif entre les organes de projection et la surface de la pièce à traiter sont synchronisées de manière à obtenir un recouvrement des zones balayées comme indiqué figure 4. Le réglage de l'organe de projection voisin, c'est-à-dire situé immédiatement au-dessus ou au-dessous, doit être tel que la surface couverte par le jet de grenaille soit centrée dans sa position de fin de course vers le bas entre les positions A et B des surfaces d'extrémité couvertes par le jet de l'organe situé au-dessous lorsqu'il est en position de fin de course vers le haut.
[0011] Dans le cas où il serait souhaitable de couvrir une plus grande largeur de surface, des organes de projection seront disposés horizontalement à des distances égales au diamètre du jet d'abrasif obtenu, lesdits organes ayant toujours par exemple leur mouvement d'oscillation dans le plan verticale
[0012] L'installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit est représentée en coupe figure 10 La pièce à traiter 1, représentée schématiquement sous la forme d'un container parallélépipédique présentant selon ses quatre arêtes des longerons 2 sur lesquels des tôles 3 de garnissage sont soudées, est placée sur un dispositif de déplacement représenté par le chariot 4. Ce chariot permet d'introduire la pièce à traiter dans la chambre 5 de traitement. De part et d'autre de cette chambre est disposée une poutraison 6 portant les moyens supports 7 des organes de projection 8 qui, dans le cas de la réalisation, sont constitués de buses de grenaillage à gros débit. Les tuyaux d'alimentation 9 sont reliés à la centrale de grenaillage non représentée. Les supports 7 des buses 8 sont orientés de manière que leur axe de symétrie soit dans un plan sécant par rapport à la surface à traiter 3. Des moyens complémentaires, non représentés, permettent d'orienter les buses de manière qu'elles fassent, par exemple dans un plan horizontal, un angle quelconque avec la surface. Comme il a été précédemment expliqué, l'angle que fait la buse avec la surface doit être suffisamment petit pour éviter que la grenaille, en ricochant sur la surface, ne perde son efficacité. L'installation, selon la réalisation montrée, comporte deux rampes latérales 10 et 11 et une rampe transversale 12. Ces rampes forment une figure homothétique du contour de la pièce à traiter. Il est compréhensible qu'une ou deux telles rampes pourraient être utilisées selon la forme ou les surfaces à traiter. De même, la pièce pourrait avoir un profil triangulaire et, dans ce cas, les rampes 10 et 11 seraient inclinées d'un angle sensiblement égal à celui de la pièce. Pour une pièce présentant par exemple des arêtes coupées ou arrondies, on prévoira des buses supplémentaires disposées dans les angles.
[0013] Les buses sont reliées à des moyens de déplacement angulaire produisant un mouvement oscillatoire alternatif dans un plan vertical. Selon la forme de réalisation représentée, ils sont constitués au moins en partie d'un mécanisme bielle manivelle 13 agissant directement ou indirectement sur l'extrémité de leviers 14 solidaires des buses, les moyens supports 7 étant conçus de manière à permettre leur oscillation autour d'un axe. Les buses voisines sont reliées entre elles par des leviers articulés 15 qui sont entraînés par le mécanisme bielle manivelle 13. Le synchronisme est ainsi assuré entre toutes les buses d'une même rampe. Le synchronisme avec les buses d'une ou de plusieurs rampes est réalisé de la même manière par des renvois coudés 16 et 17 mobiles autour d'un axe monté sur la poutraison des rampes.
[0014] La figure 3 montre en 10 et 11 des rampes de grenaillage portant une seule rangée verticale de buses, il est possible cependant de prévoir des rampes comportant deux ou plusieurs rangées parallèles. Une telle disposition est celle qui a été adoptée pour la rampe 18 représentée de face sur la figure 2. Cette forme sera par la suite dénommée panneau de grenaillage.
[0015] Pour le grenaillage avec des rampes fixes, la pièce à traiter 1 est entraînée dans un mouvement de translation par des moyens de déplacement relatif confondus dans ce cas avec le dispositif de déplacement de la pièce représenté par le chariot 4 se déplaçant sur les rails 19. Le chariot est entraîné d'un mouvement uniforme par un treuil 20 par l'intermédiaire du câble 21 passant dans la poulie de renvoi 22. Une butée 23, comportant des moyens de commande du treuil, sert également d'écran pour protéger le chariot contre l'action de la grenaille. Des écrans 24 sont disposés le long de la voie en face des rampes de grenaillage pour protéger latéralement le chariot. La distance entre les rampes de grenaillage 10, 11, 12 et la butée 23 est au moins égale à une moitié de la longueur de la pièce à traiter. Le traitement de la seconde moitié est alors effectué après retournement.
[0016] Dans le cas du panneau de grenaillage 18 (figures 2 et 3), les moyens de déplacement transversal relatif entre les buses de grenaillage et la surface de la pièce à traiter sont formés au moins en partie par les moyens supports des buses et dans ce cas par le panneau, mobile dans une direction transversale par rapport au plan dans lequel se déplace les buses. Le panneau est muni de galets de roulement 25 et 26 coopérant avec des rails 27 et 28 fixés, dans cet exemple pour une pièce avec un fond sensiblement perpendiculaire aux cotés, transversalement à la direction de déplacement de la pièce. Selon la surface d'extrémité à traiter, les rails 27 et 28 de guidage peuvent être orientés selon un angle correspondant à celui du fond de la pièce. Le panneau peut être également réduit à une rampe, comme précédemment décrite, se déplaçant sur des rails courbes. Généralement, le panneau de grenaillage est mis en action lorsque les rampes 10, 11, 12 ont terminé leur travail, les oscillations des buses et le déplacement du panneau étant assurés par un groupe d'entraînement 29 indépendant. Le déplacement du panneau est commandé par l'intermédiaire d'un moteur 30 qui met en rotation une vis 31 sur laquelle se déplace un écrou flottant 32 solidaire d'un tube guide 33 dont l'extrémité est fixée sur le panneau. Le mouvement oscillatoire des buses est produit par un ensemble 34 communiquant à l'axe 35 un mouvement de rotation alternatif. L'axe 35 agit sur les moyens supports des buses pour leur communiquer un mouvement alternatif dans un plan vertical. La rangée supérieure de buses est synchronisée avec la rangée inférieure par un système manivelle 36 et levier 37 calé sur l'axe 35 et l'axe 38.
[0017] Comme sur les rampes précédemment décrites, les buses peuvent être orientées selon un angle défini dans un plan horizontal et leur mouvement d'oscillation dans le plan vertical est commandé de manière à présenter des ralentissements ou des arrêts pour des points de leur course prédéterminée.
[0018] Lorsque les panneaux à traiter présentent des ondulations ou gaufrages perpendiculairement à la direction du déplacement relatif des buses et de la surface, il est préférable de faire deux passes de grenaillage, chacune des passes étant faite avec une orientation des buses dans le plan horizontal différente. De préférence, les buses seront orientées de manière que le jet soit dans la direction inverse du déplacement, les angles que fait l'axe de la buse avec la perpendiculaire à la surface pouvant être symétriques ou dissymétriques selon la forme des ondulations. Les passes seront avantageusement exécutées lors de l'aller et du retour de la pièce ou du panneau.
[0019] Les moyens de contrôle de la vitesse de déplacement relatif par rapport à la vitesse de déplacement angulaire vertical des buses commandent la vitesse du moteur 30 en fonction de la vitesse d'oscillation, cette dernière étant choisie de manière que le temps de grenaillage de la même surface soit suffisant pour obtenir un état de surface satisfaisant et que le bord de la surface couverte par le jet soit au moins tangent à celui de la surface précédemment traitée.
[0020] Selon d'autres formes de réalisation de l'installation de grenaillage automatique :
- un deuxième panneau (non représenté) semblable au panneau 18 est disposé du côté de l'entrée 39 de l'installation et se trouve mis en place lors de la fermeture des portes ;
- les rampes de grenaillage 10, 11, 12 sont mobiles et se déplacent d'une extrémité à l'autre de la pièce. Cette disposition permet de traiter par exemple des wagons ou voitures de chemin de fer en ayant une installation de dimensions minimales. En effet, l'enceinte de grenaillage aura, dans ce cas, une longueur de très peu supérieure à la longueur du wagon ou de la voiture ;
- une quatrième rampe de grenaillage (non représentée) est prévue en tranchée pour permettre le grenaillage du dessous de la pièce à traiter.
1. Procédé de grenaillage automatique pour pièces de grandes dimensions caractérisé
en ce que
- on soumet les organes de projection d'abrasif à un mouvement oscillatoire alternatif, les axes des organes restant parallèles entre eux et définissant un plan sécant à la surface à traiter ;
- on déplace les organes de projection et la surface à traiter relativement les uns par rapport aux autres de manière que ledit plan balaie la totalité de la surface ;
- on modifie la vitesse du mouvement oscillatoire alternatif pour des points déterminés de la course des organes de projection.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ralentit la vitesse
du mouvement oscillatoire alternatif lors de l'inversion du sens de déplacement.
3. Installation de grenaillage automatique pour la mise en oeuvre du procédé selon
la revendication 1 ou 2, comprenant un dispositif de déplacement de la pièce à traiter,
au moins un organe de projection de l'abrasif, des moyens de déplacement angulaire
dudit organe, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- des moyens supports des organes de projection disposés dans un plan sécant par rapport à la (ou les) surfaoe(s) à traiter et selon un contour approximativement homothétique de la section de la pièce à traiter ;
- des moyens de déplacement angulaire des organes de projection, lesdits moyens étant synchronisés de manière que les axes des organes de projection restent parallèles entre eux lors de leur déplacement ;
- des moyens de déplacement relatif des organes de projection et de la surface à traiter, lesdits moyens assurant le balayage par le plan sécant de la surface à traiter ;
- des moyens de contrôle de la vitesse de déplacement relatif par rapport à la vitesse de déplacement angulaire.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de déplacement
angulaire des organes de projection comportent des moyens de déplacement angulaire
oscillatoire dans un plan vertical et des moyens de déplacement angulaire constant
dans un plan horizontal.
5. Installation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens supports
et les organes de projection forment au moins en partie une rampe de projection.
6. Installation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens supports
et les organes de projection forment au moins en partie un panneau de projection.
7. Installation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les moyens
de déplacement angulaire oscillatoire dans le plan vertical sont constitués par un
système bielle manivelle unique agissant directement ou indirectement sur une extrémité
des organes de projection montés sur les moyens supports.
8. Installation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les moyens
de déplacement relatif sont constitués par au moins une partie des moyens supports
et des organes de projection mobiles dans une direction transversale par rapport au
plan vertical dans lequel se déplacent les organes de projection.
9. Installation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les moyens
de déplacement relatif sont constitués au moins en partie par le dispositif de déplacement
de la pièce à traiter.