CH694643A5 - Appareil destiné à mouvoir des pièces dans un bain. - Google Patents

Description

La présente invention se rapporte à un appareil destiné à mouvoir des pièces dans un bain, notamment un bain galvanique. Un tel appareil est décrit dans le document CH 668 431. Il comporte un panier, destiné à recevoir des pièces à traiter, et un moteur pas à pas assurant l'entraînement de ce panier. A cause des caractéristiques spécifiques des moteurs pas à pas, les pièces contenues dans le panier sont soumises, chaque fois que le moteur s'arrête et qu'il repart, à une force tangentielle à leur mouvement, due à leur inertie. Comme les paniers utilisés sont généralement faits en treillis, les fils de ce dernier font ressauter les pièces, ce qui engendre leur agitation.

Dans des appareils fabriqués antérieurement, les pièces étaient soumises à des vibrations, mais sans qu'il y ait un mouvement de rotation. En d'autres termes, les appareils connus font appel à des moyens permettant de générer une agitation soit par un mouvement axial, soit par un mouvement rotatif.

La pratique montre que l'agitation des pièces dans les bains galvanique revêt une grande importance. Elle assure deux fonctions essentielles, à savoir garantir l'homogénéité du bain et assurer un dépOt, même dans les parties des pièces en contact avec leur support. Afin de permettre une bonne maîtrise de ces deux fonctions, il s'avère particulièrement intéressant de gérer de manière autonome les accélérations angulaires et axiales, engendrant respectivement des mouvements horizontaux et verticaux.

Si l'agitation favorise les conditions de travail, elle risque aussi de rayer les pièces traitées, spécialement lorsqu'elles sont disposées en vrac dans un panier. Il est donc nécessaire de pouvoir ajuster cette agitation de manière à obtenir les meilleures conditions de travail, sans risque de détériorer les pièces en traitement. Par ailleurs, les conditions de travail diffèrent considérablement selon que les pièces sont disposées, en vrac, dans un panier, ou suspendues sur un rack, habituellement appelé bouclard par l'homme du métier.

Le but de la présente invention est de proposer un appareil assurant une telle maîtrise. Cet appareil comporte, de manière connue: - un châssis, - une tige destinée à supporter au moins médiatement les pièces à traiter, - un palier, solidaire du châssis et dans lequel la tige est montée mobile, - un moteur relié cinématiquement à la tige et destiné à l'entraîner en rotation, - un boîtier de commande.

Il est caractérisé en ce que le palier est agencé de manière à ce que la tige puisse y être mobilisée en rotation et en translation et en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'actionnement axial de la tige. De la sorte, l'appareil peut soumettre les pièces à des mouvements aussi bien axiaux que de rotation.

Dans cet appareil, les moyens d'actionnement axial peuvent avantageusement être de type choisi parmi les dispositifs électromagnétique, hydraulique, pneumatique et à came commandée par un moteur.

Par ailleurs, le moteur assurant l'entraînement en rotation de la tige peut être de type choisi parmi les moteurs électriques à courant continu, sans balai, pas à pas, et hydrauliques et pneumatiques, ou n'importe quel type de moteur permettant un entraînement en rotation réglable, pouvant se faire dans les deux sens, et n'engendrant que peu d'à-coups.

Pour assurer un déplacement axial, il est avantageux de faire appel à des moyens électromagnétiques. Cela est possible grâce au fait que la tige porte au moins une pièce faite en un matériau magnétique, et que l'appareil comporte, en outre, un électro-aimant disposé au voisinage de la tige et relié au boîtier de commande. L'électro-aimant est agencé de manière à coopérer avec la pièce en matériau magnétique pour engendrer une force verticale commandant le mouvement de translation de la tige dans le palier.

De manière avantageuse et pour faciliter le retour de la tige lorsque l'impulsion appliquée à l'électro- aimant est interrompue, l'appareil comporte, de plus, des moyens élastiques coopérant avec la tige pour la soumettre à une force de sens opposé à celle engendrée par l'électro-aimant.

Afin de permettre une bonne maîtrise des mouvements axiaux, l'appareil comprend, en outre, au moins une butée, avantageusement amovible et limitant le déplacement de la tige dans au moins une direction axiale.

Cette maîtrise est renforcée grâce au fait que le boîtier de commande comporte des moyens de réglage d'au moins un paramètre choisi parmi l'intensité, la fréquence et la durée du signal appliqué à l'électro-aimant, en vue d'ajuster les conditions de travail.

Un tel appareil est particulièrement bien adapté pour le dépOt de revêtements galvaniques. Il est associé, à cet effet, à une alimentation en courant continu, avec une borne positive et une borne négative, et comporte, en outre, un support d'anode relié à la borne positive. De plus, la tige, en matériau conducteur, est reliée électriquement à la borne négative, pour permettre aux pièces traitées, supportées par cette tige, de jouer le rOle de cathode, ce qui permet de les recouvrir par traitement galvanique. Dans la présente description, le terme de "conducteur" signifie "électriquement conducteur".

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel la figure unique représente, un appareil selon l'invention, vu en coupe selon un plan passant par l'axe de la tige servant de support aux pièces.

L'appareil représenté au dessin comporte un châssis 10 destiné à être fixé sur un support, de manière à ce qu'il se trouve au-dessus d'une cuve contenant un bain dans lequel sont plongées les pièces à traiter. Il comporte, en outre:

- une tige 12, en matériau conducteur, destinée à supporter les pièces à traiter, dans un panier ou au moyen d'un rack, par exemple du type connu sous le nom de bouclard, - une poulie 14 solidaire en rotation de la tige 12, - un palier 16, monté sur le châssis 10 et à l'intérieur duquel la tige 12 et logée, - un moteur 18 à courant continu fixé sur le châssis 10 et relié à la poulie 14 au moyen d'une courroie 20, - un électro-aimant 22 monté sur le châssis 10, au-dessus de la tige 12, et - un boîtier de commande 24, destiné à assurer l'alimentation du moteur 18 et de l'électro-aimant 22.

De manière plus précise, la tige 12 est munie, dans sa portion supérieure, d'un plateau 26 en matériau magnétique doux destiné à coopérer avec l'électro-aimant 22. Le plateau 26 porte deux doigts 28 s'étendant parallèlement à la tige 12, du cOté opposé à l'électro-aimant 22, et une tresse 30 en matériau conducteur, la fonction des doigts et de la tresse étant précisée plus loin.

Un organe de fixation 32, également en matériau conducteur et permettant de fixer le support des pièces à traiter, est attaché rigidement, mais de manière amovible, à l'extrémité inférieure de la tige 12.

La poulie 14 est percée d'un trou central dans lequel est fixé un tube 34 en matériau conducteur, avantageusement en laiton. Un collecteur d'anode 36, également réalisé en matériau conducteur, est monté sur la poulie 14 et entoure le tube 34. Il est relié électriquement au pOle positif d'une alimentation en courant continu, au moyen d'un balais à charbon. On relèvera que ni l'alimentation ni le balais n'ont été représentés au dessin pour éviter de le surcharger.

L'extrémité inférieure du tube 34 porte un support d'anode 38 sur lequel l'anode peut être fixée. Une bague à portée 40, en matériau isolant et de faible coefficient de frottement, formant une coulisse, est intercalée entre le tube 34 et la tige 12. Elle sert d'appui à un ressort à boudin 42, enfilé sur la tige 12 compressé entre le support d'anode 34 et l'organe de fixation 32, et de surface de glissement et de guidage radial de la partie inférieure de la tige 12 dans le tube 34.

Le collecteur d'anode 36 porte, empilés et disposés concentriquement à la tige 12, une rondelle isolante 44 et un collecteur de cathode 46, lesquels sont assemblés avec la poulie 14 au moyen de vis en matériau isolant, non visibles sur le dessin, par collage ou encore par tout autre moyen permettant de rendre mécaniquement solidaires ces pièces, tout en assurant une bonne isolation électrique entre les deux collecteurs 36 et 46.

La face supérieure du collecteur de cathode 46 comporte des trous destinés à recevoir les doigts 28. La tresse 30 est soudée sur cette face supérieure, pour assurer une liaison électrique permanente entre la tige 12 et le collecteur de cathode 46, tout en permettant un déplacement axial. Le collecteur 46 est relié à l'alimentation en courant continu de manière similaire au collecteur d'anode 36. Tant la tige 12, l'organe de fixation 32 que le panier doivent être en matériau conducteur pour que les pièces à traiter soient reliées électriquement au pOle négatif de l'alimentation et ainsi jouer le rOle de cathode.

Une deuxième bague à portée 48, en matériau isolant et de faible coefficient de frottement, formant coulisse, est logée dans un trou central que comporte le collecteur de cathode 46, et forme une surface de glissement et de guidage radial de la partie supérieure de la tige 12 dans le tube 34. Une cale 50 est interposée entre le plateau 26 et la bague 48. Elle est fixée à cran sur la tige 12. Elle a pour but de déterminer l'amplitude du mouvement axial de la tige 12. Cette amplitude ne doit pas dépasser la longueur de l'engagement des doigts 28 dans les trous pratiqués dans le collecteur de cathode 46, sinon la tige 12 se désolidarise de ce collecteur et n'est, en conséquence, plus entraînée en rotation.

Des roulements à billes 52 et 54 sont fixés par leur cage dans la paroi inférieure du bâti 10, et leur bague coopère avec le tube 34, dans sa partie comprise entre la poulie 14 et le support d'anode 38. Le tube 34 est ainsi positionné axialement et libre en rotation. La tige 12, qui est logée dans le tube 34, tourne avec ce dernier, à cause de la liaison qu'assurent les pieds 28 avec le collecteur de cathode 46, lequel est fixé rigidement au tube 34. De la sorte, la rotation de la tige 12 est permise à cause des roulements à billes 52 et 54 et la translation à cause des coulisses que forment les bagues 40 et 48. Les bagues 40 et 48 et les roulements 52 et 54 forment ainsi le palier 16 qui assure la mobilité de la tige 12 en référence au bâti 10.

Le moteur 18 est avantageusement du type à courant continu sans balais. Le choix du modèle se fait en fonction de la dimension de l'appareil, laquelle dépend des pièces à traiter, de la vitesse et de l'accélération souhaitée. Ce type de moteur peut tourner dans les deux sens et permet de faire varier la vitesse dans une large plage, avec des accélérations elles aussi ajustables. Comme la tige 12 porte le support d'anode 38, l'anode tourne donc aussi, celle-ci pouvant être placée au voisinage immédiat des pièces à traiter.

Les mouvements axiaux de la tige 12 sont obtenus en appliquant un signal sur l'électro-aimant 22. Ce signal génère un champ magnétique qui attire le plateau 26. La force doit être suffisante pour vaincre le poids des pièces et de leur support, ainsi que la force d'armage du ressort à boudin 42. Lorsque le signal est interrompu, le ressort 42 fait redescendre la tige 12 dans sa position de repos, telle que représentée sur la figure. L'amplitude du mouvement est fonction de la durée et de l'intensité du signal appliqué à l'électro-aimant 22, pour de faibles valeurs, ou de l'épaisseur de la cale 50 pour des impulsions de plus forte intensité.

Le boîtier de commande 24 comporte des boutons de commande 24a, 24b et 24c, permettant respectivement d'ajuster la fréquence, l'intensité et la durée des signaux appliqués à l'électro-aimant. Un bouton 24d permet de régler les conditions de travail du moteur 18. Le boîtier de commande 24 est, en outre, équipé d'un affichage 24e permettant l'indication des différents paramètres considérés. D'autres moyens d'ajustement peuvent être associés au boîtier 24, permettant, par exemple, une alternance de périodes actives et de périodes de repos, des changements de sens de rotation du moteur 18, etc.

Les boutons de commande permettent ainsi d'ajuster facilement les mouvements axiaux dans leur amplitude et leur accélération d'une part en -modifiant les signaux électriques commandant l'électro-aimant 22. Ces mouvements axiaux peuvent aussi être ajustés en utilisant un autre ressort à boudin 42 ou une autre cale 50. Le changement du ressort 42 peut être fait en enlevant l'organe de fixation 32, qui est fixé sur la tige 12 par une vis de serrage, non représentée au dessin. Par ailleurs, comme la cale 50 est fixée à cran sur la tige 12, il est facilement possible d'en changer.

Il est évident que l'appareil selon l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le moteur pourrait aussi être de type pas à pas, mais également de type hydraulique ou pneumatique par exemple, dès lors qu'il peut tourner dans un sens et dans l'autre et que son mouvement peut être facilement mis en route et enclenché. Il est, de plus, nécessaire que ces mouvements ne soient pas trop brusques, l'agitation étant commandée par les moyens d'actionnement axial. En d'autres termes, si l'on utilise un moteur pas à pas, l'angle parcouru par la tige 12 à chaque pas sera sensiblement plus faible que dans l'appareil décrit dans le document CH 668 431, afin que l'agitation engendrée par les arrêts et les départs reste dans les limites inférieures, de manière à pouvoir effectuer un réglage dans une large plage.

Les moyens d'actionnement axial peuvent aussi être réalisés de manière autre qu'avec un électro-aimant. Il est ainsi possible d'utiliser un dispositif hydraulique, pneumatique, ou encore une came commandée par un moteur.

La cale 50 pourrait aussi être remplacée par un organe élastique. De la sorte, le mouvement de la tige 12 est voisin d'un mouvement sinusoïdal. La tige 12 est alors amortie dans son mouvement lorsque le signal de l'électro aimant 22 est interrompu. Au contraire, en choisissant un ressort à boudin 42 plus rigide, il est possible d'avoir des mouvements très brusques, dont la courbe est voisine d'une structure en créneaux.

Les moyens d'actionnement axial, constitués par l'électro-aimant dans le mode de réalisation décrit, peuvent aussi faire l'objet de nombreuses variantes. Il est ainsi possible de réaliser un circuit magnétique plus performant en plaçant deux électro-aimants cOte à cOte et reliés vers le haut par un shunt et vers le bas par la plaque 26. On peut également utiliser une tige 12 elle-même faite en matériau magnétique et formant un noyau plongeur de l'électro-aimant 22. Il est également possible d'utiliser des moyens hydrauliques, pneumatiques et à came commandée par un moteur.

L'appareil ainsi décrit permet donc d'ajuster parfaitement les conditions dans lesquelles les pièces sont traitées, en offrant des moyens permettant d'ajuster les mouvements tant axiaux que de rotation, aussi bien dans leur amplitude, leur vitesse que leur accélération.

L'exemple donné ci-dessus se rapporte au traitement galvanique de pièces. Il est évident que cet appareil pourrait également être utilisé pour des opérations de nettoyage. Dans ce cas, les pièces destinées à assurer l'alimentation de l'anode et de la cathode en courant continu ne sont alors pas nécessaire.

Claims (9)

1. Appareil destiné à mouvoir des pièces dans un bain pour les traiter, comportant: - un châssis (10), - une tige (12) destinée à supporter au moins médiatement lesdites pièces, - un palier (16), solidaire du châssis (10) et dans lequel ladite tige (12) est montée mobile, - un moteur (18) relié cinématiquement à ladite tige (12) et destiné à l'entraîner en rotation, - un boîtier de commande (24), caractérisé en ce que le palier (16) est agencé de manière à ce que la tige (12) puisse y être mobilisée en rotation et en translation et en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'actionnement axial (22) de ladite tige (12).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement axial (22) sont de type choisi parmi les dispositifs électromagnétique, hydraulique, pneumatique et à came commandée par un moteur.

3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit moteur (18) est de type choisi parmi les moteurs électriques à courant continu, sans balai, pas à pas, et hydrauliques et pneumatiques.

4. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tige (12) est munie d'une pièce en un matériau magnétique (26), et en ce que lesdits moyens d'actionnement axial sont formés d'un électro-aimant (22) disposé au voisinage de ladite tige (12), relié au boîtier de commande (24) et agencé de manière à coopérer avec ladite pièce (26) pour engendrer une force verticale assurant un mouvement de translation de la tige (12) dans le palier (16).

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens élastiques (42) coopérant avec ladite tige (12) pour la soumettre à une force de sens opposé à celle engendrée par l'électro-aimant (22).

6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une butée (50) limitant le déplacement de la tige (12) dans au moins une direction axiale.

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite butée (50) est amovible.

8. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le boîtier de commande (24) comporte des moyens de réglage pour permettre le réglage d'au moins un paramètre choisi parmi l'intensité (24b), la fréquence (24a) et la durée (24c) du signal appliqué à l'électro-aimant (22).

9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être associé à une alimentation en courant continu munie d'une borne positive et d'une borne négative, et qu'il comporte, en outre, un support d'anode (38) destiné à etre relié à la à borne positive et en ce que ladite tige (12) destiné à être reliée au moins médiatement à la borne négative, pour permettre aux pièces traitées, supportées par ladite tige (12), de jouer le rOle de cathode et de permettre qu'elles soient ainsi recouvertes par traitement galvanique.