EP0296102A1 - Installation à plusieurs éléments pour des traitements thermiques - Google Patents

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EP0296102A1
EP0296102A1 EP88810355A EP88810355A EP0296102A1 EP 0296102 A1 EP0296102 A1 EP 0296102A1 EP 88810355 A EP88810355 A EP 88810355A EP 88810355 A EP88810355 A EP 88810355A EP 0296102 A1 EP0296102 A1 EP 0296102A1
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EP
European Patent Office
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elements
installation according
oven
track
carriage
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EP88810355A
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EP0296102B2 (fr
EP0296102B1 (fr
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Pierre Beuret
Pascal Beuret
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge

Definitions

  • the object of the present invention is therefore to create a rational arrangement for the essential elements of a treatment installation, that is to say for one or more ovens, as well as one or more treatment elements and one or more handling elements, in such a way that the installation makes it possible to carry out various treatments in a rational manner, the installation comprising a minimum number of elements, arranged in a simple manner, with a minimum bulk, and allowing the extension possible with additional elements.
  • the object of the invention is an installation for carrying out heat treatments on loads of metal parts, comprising a first set of elements which are arranged in an upper position and which comprise at least one furnace open downwards, a second set of elements which are arranged in a lower position and which comprise at least one quenching tank and at least one carriage, and stationary displacement means for bringing a load into the oven or the quenching tank under the oven, characterized in that said displacement means consist of a horizontal path which constitutes the part lower of the installation and in that all the elements of the second set are movable on this track and provided with autonomous elevators.
  • the installation shown in the drawing is a multipurpose installation, comprising several ovens fixed, several mobile bins, a handling trolley, and the possibility of adding accessory elements, either fixed or mobile, each treatment element cooperating with any oven in a minimum space requirement and so as to allow the realization of all possible combinations.
  • the assembly is arranged in two parallel horizontal lines and superimposed.
  • the upper line includes a group of stationary ovens 1, 2 and 3, as well as an initial station 4, which can for example be a washing station with several cycles.
  • Elements 1, 2, 3, 4 constitute a first set of elements of the installation described.
  • the oven 1 will be an oven making it possible to raise a load to 600 ° C., possibly to 1100 ° C.
  • the oven 2 will for example be an oven at 600 ° C with a cooler incorporated in order to allow isothermal quenching operations.
  • oven 3 provision may be made, for example, for a tempering oven at 600 ° C., with internal heating. Instead of or in addition to this latter oven, there could also be a fixed element constituting a cooling station making it possible to gradually lower the temperature of a charge after an annealing or tempering operation.
  • elements 1 to 4 need not be described in detail. We will see below the different functions for which they can be designed.
  • these will be elements which are provided with the accessories necessary to maintain a charge of metallic objects under a gas atmosphere and to enclose them in a sealed manner with the necessary thermal insulation.
  • the oven 1 could, in another embodiment, be mounted on cha riot and move in the direction of the top line.
  • the upper line also comprises, in the extension of the ovens 1, 2, 3, an upper transport track 10, consisting of two parallel rails, on which a handling machine 11 moves.
  • the latter consists of a frame 12 mounted on roller 13, a column with an actuator 14 which constitutes the cylinder of an elevator, and an elevator bar 15 which functions as a piston inside the column 14 and makes it possible to displace in height an organ of hook 16 in the form of a fork.
  • the lower line comprises at its base a transport path 5, formed of two horizontal rails and on which elements move which form a second set of elements of the installation described.
  • FIG. 3 a fourth processing element 91 is seen.
  • These processing elements are equipped with wheels, as will be seen below, and move together or separately on the transport track 5.
  • a mobile handling tank under atmosphere that is to say a closed and insulated enclosure provided with a gas circulation allowing the displacement of a load.
  • Another treatment element could be constituted by a mobile oven in an atmosphere and reaching for example a temperature of 1100 ° C.
  • a third treatment element could be a water tank, a fourth an oil tank, the oil of which would be heated to a certain temperature, for example 100 ° C.
  • Another treatment element could be an oil pan whose oil could be heated at 200 ° C, or an isothermal salt tank.
  • the transport path 10 extends over one or more additional processing elements such as element 17, which is fixed.
  • element 17 is a gas tank, that is to say a closed enclosure in which are provided means for circulating a gas with, if necessary, heating means or cooling means. This gas tank can be designed so that the interior atmosphere is under pressure. In the installation described, the element 17 represents a third set.
  • Loads such as 18, arrive in the installation through an entry and exit station generally designated by 19 (fig. 1 to 3).
  • This station comprises a carousel 20, rotatably mounted on a base 21.
  • the plan shape of the carousel 20 is polygonal and, during its rotation, the carousel can be stopped in different orientations, which makes it possible to load or unload it. , for example from a track 22 or from a feeding means arranged in another direction.
  • the carousel 20 is provided at its periphery with pairs of arms 23 constituting forks, such as 23, on which are placed support frames 24 intended to support the loads 18.
  • a load When a load is in the orientation of the axis of the lower line of the treatment installation, it can be taken up via its frame 24 on the lifting plate 25 (fig.l and 3) of the carriage 6.
  • the latter consists of a lower frame H-shaped 26 resting, by means of rollers 27, on the rails 5 of the lower transport track. It carries a hydraulic cylinder 28 which extends vertically and whose piston moves a console 29 secured to a support rod for the plate 25.
  • This console is guided by a fixed vertical column 30 provided at its upper end with a plate d 'stop 31.
  • Motor means (not shown) can be mounted either directly on the frame 26 of the carriage, or on the transport track.
  • fig. 5 shows the relative positions of a treatment element, such as element 9 for example, and of an oven, such as oven 2, these elements also being visible in FIG. 6.
  • the oven 2 comprises, in a conventional manner, an insulating enclosure 32, heating bodies 33, an upper base provided with a fan 34 driven by a motor 35, a bell 36 and, at its lower opening, a plug 37 which is mounted on a support plate 38, itself articulated to the rear wall of the furnace 2, and maneuverable by means of a jack 39 (fig. 6).
  • the bell 36 will be equipped with protruding internal elements (361) and mounted on a mobile support so as to be able to be moved in height and rotated according to an arrangement which is described in Swiss application no. applicant, the entire content of which forms part of this application.
  • a space of height H (eg 100 mm) can be maintained between the oven and the pan.
  • the elements 7, 8, 9 and 91 (fig. 3) of the second set can be of different types.
  • the element 9, for example, is visible in Figures 3 and 5. It is a tray provided with insulating and waterproof walls 40. Its upper wall 49 has a square opening in which is placed a cover 48. L he interior space of this tank is divided by partitions 41 into different zones making it possible to guide the circulation of the liquid contained in the tank. This circulation is controlled by pumps 50 (fig. 3).
  • An elevator 42 (fig. 6), provided with a plate 43 of the same type as the plate 25, is driven by a sleeve 44 on a fixed column 45 housed inside the enclosure.
  • This elevator is controlled by a jack 46 which is mounted vertically at the rear part of the tank 9, so as to be able to pass behind the group of ovens and upper elements 1 to 4.
  • the overall dimensions of these elements are shown in FIG. Figure 3.
  • the tray 9 is mounted by means of rollers 47 on the rails 5, so that it can be moved longitudinally on the transport track. He can also take the upper transport route 10.
  • the processing elements 7, 8 and 91 are of the same kind as that which has just been described. They are however executed slightly differently, since they are intended for different purposes.
  • the execution of element 9 is typically provided for a water or oil quench tank.
  • the enclosure can also be provided with heating bodies, so as to maintain this oil at the desired temperature, for example 100 ° C. or 200 ° C. If necessary, above the liquid level, a nitrogen atmosphere can be maintained, so as to avoid the oxidation of the parts and the oxidation of the oil.
  • Element 91 is also provided with pumps 50.
  • the guide column 44 instead of being immersed in the enclosure, is separated from this enclosure and provided outside.
  • the actuating cylinder 46 is here arranged at the same height as the tank. In this case, it is a salt quenching tank allowing isothermal quenching.
  • the element 8 is, as can be seen in FIG. 3, of the same construction as the element 9, with however this difference that the pumps 50 are here absent. Although not shown in the drawing, the closure cover will be fitted with insulation. On the other hand, the walls of the enclosure are also provided with thicker insulation than that of the tanks 9 and 91.
  • the treatment element 8 thus constitutes a mobile oven in a controlled atmosphere and it is designed for example so to be able to heat and maintain a load at a temperature, for example 1100 ° C.
  • element 7 the arrangement of which is practically identical to that of element 8, although its dimension in the direction of the transport track 5 is smaller, this reduction in dimensions comes from the fact that the insulation of the enclosure walls is reduced.
  • This element can function as a mobile handling tank under a controlled atmosphere. It allows for example to transport a load between one of the ovens of the upper line and, for example, a fixed processing element such as those which will be described below.
  • FIGS 7 to 10 show two types of fixed or mobile processing elements located in the lower line, beyond the transport track 5 and capable of being unloaded by means of the handling machine 11.
  • the upper transport track 10 which starts from the end of the line, that is to say from the furnace 1, and can extend, if necessary, to an unloading station or otherwise depending on the number of milking items fixed fixtures provided on the lower line.
  • Element 17 is a high pressure gas tank. It is closed at its upper part by a cover 51. It has internal partitions 52 intended to guide the circulation of gas inside the external walls 53 of the tank. This gas circulation is driven by a fan 54 actuated by a motor 55.
  • the arrows 56 show the path of the gas circulation.
  • a mobile guide system 69 allows the reversal of the gas flow to prevent deformation on the parts.
  • Inside the enclosure 53 is mounted an elevator 57 which is of the same type as the elevator 42 and is controlled by a jack 58.
  • the console of the elevator 57 is guided by a column 59 (fig. 8) .
  • FIGS 9 and 10 show another construction of gas tank which can be housed either next to tank 17, or in place of this element.
  • the tank 60 represents a construction of low pressure tanks also allowing the progressive cooling of the gas and, consequently, a controlled variation of the temperature of the charge maintained inside the element.
  • the latter is closed at its upper part by a square cover 62 and it includes an elevator 63 of the same construction as the elevator 57, but whose console is oriented slightly obliquely.
  • the guide column 64 is located in a corner of the enclosure and the jack 65 for operating the elevator is located on the upper face of the tank.
  • the circulation of the gas is ensured by a fan 66 with a vertical axis, located in the bottom of the tank and driven via a belt 67 from a motor 68 which, as seen in FIG. 10, is housed in the rectangular footprint of outer walls of tank 60.
  • a load taken by the plate 25 of the handling carriage on one of the forks 23 integral with the carousel 20, can be moved on the transport track 5, so as to bring it below one of the ovens 1, 2, 3 or 4.
  • the oven having been opened beforehand by tilting its cap 37, the load can be introduced, for example, into the bell 36 of the oven 2 (fig. 5) which, by a lowering and rotation maneuver, brings the projections which it presents on its periphery into positions located below the angles of the frame 24. It therefore suffices to lower the elevator console 29 so that the plate 25 releases the frame 24 from the load and keeps the latter subject to the bell 36.
  • the fork of the handling machine 11 can be inserted under the load and thus take up the latter, which frees the carriage 6. From there, the load can be transported either to an unloading station (not shown), located at the end of track 10, or transferred to one of elements 17 or 60. Then it can be picked up by machine 11 and transferred back to carriage 6 which will bring it back to the entry station 20.
  • unloading station not shown
  • machine 11 can be picked up by machine 11 and transferred back to carriage 6 which will bring it back to the entry station 20.
  • These handling operations take relatively little time compared to the time of immobilization of the various processing elements.
  • special mention should be made of the transfer operation which can be carried out when a load is transmitted directly from an oven, or from another element of the upper line, to an element located in the lower line. In this case, returning to FIG.
  • the oven having been opened by lowering the plate 38 at the time when the heating treatment is finished, the treatment element movable on the lower track, for example element 8, is brought immediately under the oven 2 and it is by means of the elevator 42 and the plate 43 that the transfer is therefore carried out.
  • the bell 36 is then lowered.
  • the elevator is raised until it supports the load on the plate 43, after which the bell 36 releases the load by a rotational movement.
  • the lower edge of the bell presses on the edge of the opening of the upper wall of the enclosure 40, which ensures the closure of a sealed enclosure comprising the interior space of the oven and that of the bac.
  • the load can therefore be lowered in the bath.
  • the installation described allows all possible variants of handling, transfer and transport of loads, and this with a space requirement minimized and the possibility of extending the installation by adding additional elements, either in fixed locations. next to the tray 17, either on the transport track 5, or also in the upper line of the ovens.
  • a transfer station could be provided at this left end on a track parallel to the two lines of the installation, extending laterally halfway up for example, so that the loads could be brought down from the left end of the line to the entrance carousel 20 on a side track parallel to track 5.
  • This track would be located, for example, at the level of the turntable 20 of the entry carousel.
  • the carousel 20 can therefore function as a loading and unloading station anyway.

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Abstract

La ligne supérieure comporte les trois fours 1, 2, 3 et une machine à laver 4, en agencement côte-à-côte recti­ligne. La ligne inférieure comporte les éléments de traitement mobiles 7, 8, 9 se déplaçant sur la voie de transport 5, et le bac fixe 17. Le chariot 6 permet d'alimenter, à partir de la station d'entrée 20, tous les éléments de la ligne supérieure ainsi que l'engin de manutention 11. Les éléments 7, 8, 9 et 17 peuvent être alimentés soit directement à partir des fours 1, 2, 3, soit par l'intermédiaire de l'engin de manuten­tion 11.

Description

  • Différentes branches de l'industrie utilisent de plus en plus fréquemment des pièces produites en série, d'un seul tenant, formées en alliages ou autres matériaux spéciaux ayant subi des traitements thermi­ques. Or ces derniers peuvent être très variés et, en outre, ils doivent satisfaire à des conditions très spécifiques. Il existe donc un besoin pour des installations permettant d'effectuer des traitements thermiques,et comportant plusieurs éléments, tels que fours ou bacs de trempe, agencés en batterie, et facilement accessibles.
  • Des agencements d'éléments permettant d'effec­tuer des traitements thermiques dans des conditions précises et soignées, notamment en évitant autant que possible le contact des pièces avec l'air, sont déjà connues.
  • Ainsi, dans le brevet autrichien No. 167'109, on voit une installation dans laquelle un four du type à cloche peut être déplacé sur une voie de transport au-dessus de fosses susceptibles de contenir différents bacs de trempe et un bac de chargement. Le brevet amé­ricain 1'876'960 décrit une installation de recuit dans laquelle on prévoit, en-dessous du four, un carrousel susceptible de contenir les charges. Le brevet améri­cain 3'381'947 décrit également une installation avec fours et bacs de trempe, ainsi que des moyens d'intro­duction des charges dans l'installation.
  • Dans toutes ces installations connues, on trouve un agencement comportant un petit nombre d'éléments seulement, et qui est d'un encombrement ex­cessif. En outre aucune de ces installations ne protège parfaitement les pièces contre le risque d'oxydation.
  • Le certificat d'addition No. 95877 au brevet français No. 1 555 588 divulgue une installation dans laquelle un premier ensemble d'éléments est disposé en une rangée de fours s'ouvrant horizontalement sur un couloir de transfert muni d'une voie sur laquelle peuvent se déplacer des éléments d'un deuxième ensemble comportant un ou plusieurs chariots de chargement susceptibles d'être pourvus de bacs de trempe. Une telle installation est très encombrante et implique le maintien permanente du couloir de transfert sous atmosphère protectrice.
  • Des installations qui permettent de transférer des charges d'un four du type à cloche ouvert vers le bas directement dans un bac de trempe qui a été amené au préalable immédiatement sour le four, sont décrits dans le brevet allemand DE-1942801 et dans la publica­tion EP-A-OO23546. Toutefois, ces installations ne peuvent pas être agencées de manière à combiner ration­nellement l'emploi de plusieurs fours et de plusieurs bacs de trempe ou autres éléments auxiliaires.
  • Le but de la présente invention est donc de créer une disposition rationnelle pour les éléments essentiels d'une installation de traitement, c'est-à-dire pour un ou plusieurs fours, ainsi qu'un ou plusieurs éléments de traitement et un ou plusieurs éléments de manutention, de telle manière que l'instal­lation permette d'effectuer des traitements variés d'une manière rationnelle, l'installation comportant un nombre minimum d'éléments, disposés de façon simple, avec un encombrement minimum, et permettant l'extension possible au moyen d'éléments supplémentaires.
  • L'objet de l'invention est une installation pour effectuer des traitements thermiques sur des charges de pièces métalliques, comportant un premier ensemble d'éléments qui sont disposés dans une position supérieure et qui comportent au moins un four ouvert vers le bas, un deuxième ensemble d'éléments qui sont disposés dans une position inférieure et qui comportent au moins un bac de trempe et au moins un chariot, et des moyens stationnaires de déplacement pour amener une charge dans le four ou le bac de trempe sous le four, caractérisée en ce que les dits moyens de déplacement consistent en une voie horizontale qui constitue la partie la plus basse de l'installation et en ce que tous les éléments du deuxième ensemble sont mobiles sur cette voie et munis d'élévateurs autonomes.
  • On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention en se réfé­rant au dessin annexé, dans lequel:
    • la fig. 1 est une vue en élévation longitudi­nale de l'installation,
    • la fig. 2 en est une vue en plan de dessus,
    • la fig. 3 est une vue en plan de dessus à échelle agrandie du poste d'entrée et de sortie avec le chariot de manutention et une série de bacs,
    • la fig. 4 est une vue en élévation frontale à la même échelle qu'à la fig. 3, montrant un chariot de manutention et un four,
    • la fig. 5 est une vue en coupe longitudinale partielle, montrant un four, un bac de trempe, et un chariot,
    • la fig. 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la fig. 5, et
    • les fig. 7 à 10 sont des vues en élévation et en plan de deux éléments de traitement fixes.
  • L'installation représentée au dessin est une installation polyvalente, comportant plusieurs fours fixes, plusieurs bacs mobiles, un chariot de manuten­tion, et la possibilité d'ajouter des éléments acces­soires, soit fixes, soit mobiles, chaque élément de traitement coopérant avec n'importe quel four dans un encombrement minimum et de façon à permettre la réali­sation de toutes les combinaisons possibles. Comme on le voit aux figures 1 et 2, l'ensemble est agencé en deux lignes horizontales parallèles et superposées. La ligne supérieure comporte un groupe de fours fixes 1, 2 et 3, ainsi qu'une station initiale 4, qui peut être par exemple une station de lavage à plusieurs cyles. Les éléments 1, 2, 3, 4 constituent un premier ensemble d'éléments de l'installation décrite. Dans une réalisa­tion typique, le four 1 sera un four permettant de faire monter une charge à 600°C, éventuellement à 1100°C ou même, valeur maximale, à 1230°C. Le four 2 sera par exemple un four à 600°C avec un refroidisseur incorporé dans le but de permettre des opérations de trempe isothermique. Comme four 3 on pourra prévoir, par exemple, un four de revenu à 600°C, avec un chauf­fage interne. Au lieu de ou en plus de ce dernier four, on pourrait également avoir un élément fixe constituant une station de refroidissement permettant d'abaisser progressivement la température d'une charge après une opération de recuit ou de revenu. La construction de détail des éléments 1 à 4 n'a pas besoin d'être décrite en détail. On verra plus loin les différentes fonctions pour lesquelles ils peuvent être conçus. De façon géné­rale, il s'agira d'éléments qui sont pourvus des acces­soires nécessaires pour maintenir une charge d'objets métalliques sous atmosphère de gaz et les enfermer de façon étanche avec les isolations thermiques néces­saires. On notera d'ailleurs que le four 1 pourrait, dans une autre forme d'exécution, être monté sur cha­ riot et se déplacer dans le sens de la ligne supérieure.
  • La ligne supérieure comporte encore dans le prolongement des fours 1, 2, 3, une voie de transport supérieure 10, constituée de deux rails parallèles, sur laquelle se déplace un engin de manutention 11. Ce der­nier est composé d'un cadre 12 monté sur galet 13, d'une colonne à vérin 14 qui constitue le cylindre d'un élévateur, et d'une barre d'élévateur 15 qui fonctionne comme piston à l'intérieur de la colonne 14 et permet de délacer en hauteur un organe d'accrochage 16 en for­me de fourche.
  • La ligne inférieure comporte à sa base une voie de transport 5, formée de deux rails horizontaux et sur laquelle se déplacent des éléments qui forment un deuxième ensemble d'éléments de l'installation dé­crite. Ainsi, on voit à la fig. 1 un chariot de manu­tention 6, et trois éléments de traitement 7, 8 et 9. A la fig. 3 on voit un quatrième élément de traitement 91. Ces éléments de traitement sont équipés de roues, comme on le verra plus loin, et se déplacent ensemble ou séparément sur la voie de transport 5. Comme élé­ments de traitement on pourra avoir, sur la ligne inférieure, par exemple un bac mobile de manutention sous atmosphère, c'est-à-dire une enceinte fermée et isolée pourvue d'une circulation de gaz permettant le déplacement d'une charge. Un autre élément de traite­ment pourrait être constitué par un four mobile sous atmosphère et atteignant par exemple une température de 1100°C. Un troisième élément de traitement pourrait être un bac à eau, un quatrième un bac à huile, dont l'huile serait chauffé à une certaine température, par exemple 100°C. Un autre élément de traitement pourrait être un bac à huile dont l'huile pourrait être chauffée à 200°C, ou un bac à sel isothermique.
  • La voie de transport 10 s'étend au-dessus d'un ou plusieurs éléments de traitement supplémentaires tel que l'élément 17, qui est fixe. L'élément 17 est un bac à gaz, c'est-à-dire une enceinte fermée dans laquelle sont prévus des moyens de circulation d'un gaz avec, le cas échéant, des moyens de chauffage ou des moyens de refroidissement. Ce bac à gaz peut être conçu de façon que l'atmosphère intérieure soit sous pression. Dans l'installation décrite, l'élément 17 représente un troisième ensemble.
  • Avant d'expliquer les possibilités d'emploi de ces ensembles d'éléments, on va encore décrire ces der­niers un peu plus en détail. Les charges, telle que 18, parviennent dans l'installation par une station d'en­trée et de sortie désignée de façon générale par 19 (fig. 1 à 3). Cette station comporte un carrousel 20, monté rotativement sur un socle 21. La forme en plan du carrousel 20 est polygonale et, au cours de sa rota­tion, le carrousel peut être stoppé dans différentes orientations, ce qui permet de le charger ou de le décharger, par exemple à partir d'une voie de galets 22 ou à partir d'un moyen d'amenée disposé dans une autre direction. Le carrousel 20 est muni à sa périphérie de paires de bras 23 constituant des fourches, telle que 23, sur lesquelles viennent se placer des cadres de support 24 destinés à supporter les charges 18. Lorsqu'une charge se trouve dans l'orientation de l'axe de la ligne inférieure de l'installation de traitement, elle peut être reprise par l'intermédiaire de son cadre 24 sur le plateau élévateur 25 (fig.l et 3) du chariot 6. Ce dernier est constitué d'un cadre inférieur en forme de H 26 reposant, par l'intermédiaire de galets 27, sur les rails 5 de la voie de transport inférieure. Il porte un vérin hydraulique 28 qui s'étend verticalement et dont le piston déplace une console 29 solidaire d'une tige de support du plateau 25. Cette console est guidée par une colonne verticale fixe 30 munie à son extrémité supérieure d'une plaque d'arrêt 31. Des moyens moteurs (non représentés) peuvent être montés soit directement sur le cadre 26 du chariot, soit sur la voie de transport. Ceci permet donc de prendre une charge sur le carrousel d'entrée 20 et de la déplacer sous la ligne supérieure des fours 1, 2, 3 et 4, les autres éléments de traitement montés sur la voie de transport 5 étant eux-mêmes déplacés longitudi­nalement sur une distance suffisante pour permettre au chariot d'arriver à la position finale désirée. Ainsi, la fig. 5 montre les positions relatives d'un élément de traitement, tel que l'élément 9 par exemple, et d'un four, tel que le four 2, ces éléments étant également visibles à la fig. 6. Le four 2 comporte, de façon classique, une enceinte isolante 32, des corps de chauffe 33, un socle supérieur muni d'un ventilateur 34 entraîné par un moteur 35, une cloche 36 et, à son ou­verture inférieure, un bouchon 37 qui est monté sur une plaque de support 38, elle-même articulée à la paroi arrière du four 2, et manoeuvrable par le moyen d'un vérin 39 (fig. 6). On notera que la cloche 36 sera équipée d'éléments internes saillants (361) et montée sur un support mobile de façon à pouvoir être déplacée en hauteur et mue en rotation selon une disposition qui est décrite dans la demande suisse no 2145/87 du même déposant, dont tout le contenu fait partie de la présente demande. Un espace de hauteur H (p. ex. 100 mm) peut être maintenu entre le four et le bac.
  • Les éléments 7, 8, 9 et 91 (fig. 3) du deuxième ensemble peuvent être de différents types. L'élément 9, par exemple, est visible aux figures 3 et 5. Il s'agit d'un bac muni de parois isolantes et étanches 40. Sa paroi supérieure 49 comporte une ouverture carrée dans laquelle vient se placer un couvercle 48. L'espace intérieur de ce bac est divisé par des cloisons 41 en différentes zones permettant de guider la circulation du liquide contenu dans le bac. Cette circulation est commandée par des pompes 50 (fig. 3). Un élévateur 42 (fig. 6), muni d'un plateau 43 du même type que le plateau 25, est conduit par un manchon 44 sur une colonne fixe 45 logée à l'intérieur de l'enceinte. Cet élévateur est commandé par un vérin 46 qui est monté verticalement à la partie arrière du bac 9, de façon à pouvoir passer derrière le groupe de fours et d'éléments supérieurs 1 à 4. Les encombrements en plan de ces éléments sont représentés à la figure 3. Le bac 9 est monté par l'intermédiaire de galets 47 sur les rails 5, de sorte qu'il peut être déplacé longitu­dinalement sur la voie de transport. Il peut également s'engager sous la voie de transport supérieure 10.
  • Les éléments de traitement 7, 8 et 91 sont du même genre que celui qui vient d'être décrit. Il sont cependant exécutés de façon légèrement différente, puisqu'ils sont prévus dans des buts différents. L'exécution de l'élément 9 est prévu typiquement pour un bac de trempe à eau ou à huile. Dans le cas d'un bac à huile, l'enceinte peut encore être munie de corps de chauffe, de façon à maintenir cette huile à la température voulue, par exemple 100°C ou 200°C. Le cas échéant, au-dessus du niveau du liquide, on peut main­tenir une atmosphère d'azote, de façon à éviter l'oxy­dation des pièces et l'oxydation de l'huile.L'élément 91 est également pourvu de pompes 50. Ici, la colonne de guidage 44, au lieu d'être immergée dans l'enceinte, est séparée de cette enceinte et prévue à l'extérieur. Le vérin de manoeuvre 46 est ici disposé à la même hauteur que le bac. Il s'agit dans ce cas d'un bac de trempe à sel permettant une trempe isothermique.
  • L'élément 8 est, comme on le voit à la figure 3, de la même construction que l'élément 9, avec toute­fois cette différence que les pompes 50 sont ici absen­tes. Bien que cela ne soit pas représenté au dessin, le couvercle de fermeture sera équipé d'une isolation. D'autre part, les parois de l'enceinte sont également pourvues d'une isolation plus épaisse que celle des bacs 9 et 91. L'élément de traitement 8 constitue ainsi un four mobile sous atmosphère contrôlée et il est con­çu par exemple de façon à pouvoir chauffer et maintenir une charge à une température , par exemple de 1100°C.
  • Quant à l'élément 7, dont la disposition est pratiquement identique à celle de l'élément 8, bien que sa dimension dans le sens de la voie de transport 5 soit plus faible, cette réduction des dimensions vient du fait que l'isolation des parois de l'enceinte est réduite. Cet élément peut fonctionner comme bac mobile de manutention sous atmosphère contrôlée. Il permet par exemple de transporter une charge entre un des fours de la ligne supérieure et, par ex., un élément de traite­ment fixe tel que ceux qui vont être décrits ci-après.
  • Les figures 7 à 10 représentent deux types d'éléments de traitement fixes ou mobiles situés dans la ligne inférieure, au-delà de la voie de transport 5 et susceptible d'être déchargé au moyen de l'engin de manutention 11. On voit aux figures 7 et 9 la voie de transport supérieure 10 qui part de l'extrémité de la ligne, c'est-à-dire du four 1, et peut se prolonger, le cas échéant, jusqu'à une station de déchargement ou autrement en fonction du nombre d'éléments de traite­ ment fixes prévus sur la ligne inférieure. L'élément 17 est un bac à gaz à haute pression. Il est fermé à sa partie supérieure par un couvercle 51. Il comporte des cloisons intérieures 52 destinées à guider la circula­tion du gaz à l'intérieur des parois extérieures 53 du bac. Cette circulation du gaz est entraînée par un ventilateur 54 actionné par un moteur 55. Les flèches 56 montrent le chemin de la circulation du gaz. Un système de guidage mobile 69 permet le renversement du flux de gaz pour éviter la déformation sur les pièces. A l'intérieur de l'enceinte 53 est monté un élévateur 57 qui est du même type que l'élévateur 42 et est commandé par un vérin 58. La console de l'élévateur 57 est guidée par une colonne 59 (fig. 8).
  • Les figures 9 et 10 représentent une autre construction de bac à gaz qui peut se loger soit à côté du bac 17, soit en lieu et place de cet élément. Le bac 60 représente une construction de bacs à basse pression permettant également d'assurer le refroidissement pro­gressif du gaz et, par conséquent, une variation con­trôlée de la température de la charge maintenue à l'in­térieur de l'élément. On voit en 61 les éléments de re­froidissement situés à l'intérieur du bac. Ce dernier est fermé à sa partie supérieure par un couvercle carré 62 et il comporte un élévateur 63 de même construction que l'élévateur 57, mais dont la console est orientée légèrement obliquement. La colonne de guidage 64 est située dans un angle de l'enceinte et le vérin 65 de manoeuvre de l'élévateur se trouve sur la face supé­rieure du bac. La circulation du gaz est assurée par un ventilateur 66 à axe vertical, situé dans le fond du bac et entraîné par l'intermédiaire d'une courroie 67 à partir d'un moteur 68 qui, comme on le voit à la figure 10, est logé dans l'encombrement rectangulaire des parois extérieures du bac 60.
  • Toutes les manutentions désirées peuvent être effectuées aisément au moyen du chariot 6, de l'engin 11 et des moyens de déplacement des éléments 7, 8 et 9. Ainsi, une charge, prise par le plateau 25 du chariot de manutention sur une des fourches 23 solidaire du carrousel 20, peut être déplacée sur la voie de trans­port 5, de façon a l'amener en-dessous de l'un des fours 1, 2, 3 ou 4. Le four ayant été ouvert au préa­lable par basculement de son bouchon 37, la charge peut être introduite, par exemple, dans la cloche 36 du four 2 (fig. 5) qui, par une manoeuvre d'abaissement et de rotation, amène les saillies qu'elle présente sur son pourtour dans des positions situées en-dessous des ang­les du cadre 24. Il suffit dès lors d'abaisser la con­sole d'élévateur 29 pour que le plateau 25 libère le cadre 24 de la charge et maintienne cette dernière as­sujettie à la cloche 36. Le chariot étant déplacé à nouveau, le four peut être refermé et le traitement thermique voulu enclenché. On se rend compte que toutes les opérations de transfert et de déplacement sont des opérations qui occupent des temps relativement très courts par rapport aux durées de traitement proprement dites. Ainsi, après avoir mis en place une charge dans un four tel que 2, le chariot peut facilement venir rechercher une autre charge dans la station d'entrée, pour l'amener par exemple dans la station de lavage ou dans un autre des fours. On peut également, pendant le même laps de temps, déplacer un ou plusiurs des élé­ments de traitement 7, 8 et 9 pour, par exemple, per­mettre au chariot 6 de transférer une charge à l'engin de manutention 11. Dans ce cas, le chariot ayant été amené dans une position située sous cet engin de manu­tention, la charge sera élevée (fig. 1) jusque dans une position située au-dessus de la voie de transport 10. Dans cette position, la fourche de l'engin de manuten­tion 11 peut être insérée sous la charge et reprendre ainsi cette dernière, ce qui libère le chariot 6. A partir de là, la charge peut être transportée soit dans une station de déchargement (non représentée), située à l'extrémité de la voie 10, soit transférée à l'un des éléments 17 ou 60. Ensuite elle pourra être reprise par l'engin 11 et retransférée au chariot 6 qui la ramènera à la station d'entrée 20. Ces manutentions prennent re­lativement peu de temps par rapport au temps d'immobi­lisation des différents éléments de traitement. Enfin, il convient de mentionner plus spécialement l'opération de transfert qui peut être effectuée lorsqu'une charge est transmise directement d'un four, ou d'un autre élé­ment de la ligne supérieure, dans un élément situé dans la ligne inférieure. Dans ce cas, revenant à la figure 5, le four ayant été ouvert par abaissement de la pla­que 38 au moment où le traitement de chauffage est ter­miné, l'élément de traitement mobile sur la voie infé­rieure, par exemple l'élement 8, est amené immédiate­ment sous le four 2 et c'est au moyen de l'élévateur 42 et du plateau 43 que l'on opère dès lors le transfert. La cloche 36 est alors abaissée. L'élévateur est élevé jusqu'à ce qu'il supporte la charge sur le plateau 43, après quoi la cloche 36 libère la charge par un mouve­ment de rotation. Au cours de ce mouvement, le bord inférieur de la cloche appuie sur le bord de l'ouver­ture de la paroi supérieure de l'enceinte 40, ce qui assure la fermeture d'une enceinte étanche comportant l'espace intérieur du four et celui du bac. La charge dès lors peut être abaissée dans le bain. Lorsque les conditions permettent de séparer les deux éléments 2 et 8, on commence par remettre en place le tiroir 48, ce qui permet ensuite de refermer la porte 37, 38 du four. La cloche sera alors remontée, le cas échéant en plusieurs étapes, de façon que, dès que l'élément 8 est libéré, il puisse être déplacé latéralement.
  • Ainsi, l'installation décrite permet toutes les variantes possibles de manutention, de transfert et de transport de charges, et cela avec un encombrement réduit au minimum et la possibilité d'étendre l'instal­lation en rajoutant des éléments supplémentaires, soit dans des emplacements fixes à côté du bac 17, soit sur la voie de transport 5, soit également dans la ligne supérieure des fours.
  • Cette conception permet de créer des éléments de traitement spécifiques, qui étaient inconnus jusqu'à maintenant mais dont l'emploi est avantageux en liaison avec l'installation décrite. On donnera plus loin des exemples de tels éléments.
  • En variante de l'installation décrite, qui comporte une station de déchargement et de sortie à son extrémité gauche à la fig. 1, on pourrait prévoir à cette extrémité gauche un poste de transfert sur une voie parallèle aux deux lignes de l'installation, s'é­tendant latéralement à mi-hauteur par exemple, de sorte que les charges pourraient être ramenées depuis l'ex­trémité gauche de la ligne vers le carrousel d'entrée 20 sur une piste latérale parallèle à la voie 5. Cette piste serait située, par exemple, au niveau du plateau tournant 20 du carrousel d'entrée. Toutefois, il résul­te des indications ci-dessus que les charges peuvent toujours être ramenées au carrousel 20 au moyen du cha­riot 6, quelle que soit la station dans laquelle elles ont subi le dernier traitement. Le carrousel 20 peut donc de toute manière fonctionner comme station de chargement et de déchargement.
  • Dans une exécution typique, on peut prévoir, par exemple, les éléments suivants :
    • a) fours statiques ou mobiles :
      quatre fours ayant les caractéristiques suivantes :
      - max. 600°C sous gaz
      - max. 1100°C sous gaz
      - max. 1230°C sous gaz
      - max. 1100°C sous gaz avec refroidisseur
    • b) éléments de traitement mobiles :
      bac à eau
      bac à huile, max. 100°C
      bac à huile, max. 200°C
      bac à sel, max. 600°C
    • c) bacs fixes :
      bac à gaz avec refroidisseur
      bac à gaz avec refroidisseur sous haute pression.
    • d) éléments auxiliaires
      dans la ligne supérieure, on peut prévoir encore :
      - un four-pot de refroidissement intermédiaire avec protection gazeuse
      - une machine à laver, max. 90°C
      dans la ligne inférieure :
      - pot de manutention avec protection gazeuse
      - pot de manutention avec protection gazeuse et refroidisseur.
  • Toutes les opérations de déplacement des cha­riots ou des bacs, ainsi que leur ouverture et leur fermeture, l'enclenchement et le déclenchement des ven­tilations, du chauffage, des circulations de fluide, peuvent être commandées à partir d'un poste central. Ainsi les charges de pièces peuvent passer d'un élément à un autre en étant parfaitement protégées de l'oxyda­tion. Une installation de ce genre permet dans certains cas de produire des pièces dans un état interne et ex­ terne impossible à atteindre jusqu'à maintenant. Les commandes d'organes mobiles peuvent s'effectuer par vé­rin. Il est possible ainsi d'établir une commande par programme, contrôlée et vérifiée, de façon à se dérou­ler automatiquement, en assurant toutes les conditions de sécurité requises.

Claims (11)

1. Installation pour effectuer des traitements thermiques sur des charges de pièces métalliques, comportant un premier ensemble d'éléments qui sont disposés dans une position supérieure et qui comportent au moins un four ouvert vers le bas, un deuxième ensemble d'éléments qui sont disposés dans une position inférieure et qui comportent au moins un bac de trempe et au moins un chariot, et des moyens stationnaires de déplacement pour amener une charge dans le four ou le bac de trempe sous le four, caractérisée en ce que les dits moyens de déplacement consistent en une voie horizontale qui constitue la partie la plus basse de l'installation et en ce que tous les éléments du deuxième ensemble sont mobiles sur cette voie et munis d'élévateurs autonomes.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au niveau de la dite position supérieure, un engin de transfert capable de recevoir une charge de l'élévateur d'un élément du deuxième ensemble.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la ligne supérieure comporte une voie supérieure et en ce que l'engin de transfert est mobile sur cette voie supérieure.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, au niveau de la dite position inférieure un troisième ensemble d'éléments constitué d'au moins un poste de traitement supplémentaire agencé de manière à coopérer avec l'engin de transfert.
5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au niveau de la ligne supérieure un ou plusieurs postes complémentaires, alignés avec le ou les éléments du premier ensemble et capables d'effectuer des traitements de longue durée.
6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou les fours du dit premier ensemble sont du type à cloche et sont pourvus de moyens de support permettant le transfert d'une charge d'un élévateur au four et vice-versa.
7. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que plusieurs postes de traitement mobiles sont placés en série sur la voie de transport entre le chariot de manutention et l'engin de transfert.
8. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'engin de transfert comporte un élévateur monté sur un chariot et capable de saisir une charge sur l'élévateur d'un chariot ou sur celui d'un poste de traitement, lesdits élévateurs de l'engin de transfert et du chariot ou du poste de traitement étant complémentaires.
9. Installation selon la revendication 1, ca­ractérisée en ce que la station d'entrée comporte un carrousel agencé pour recevoir et présenter des charges de et dans une ou plusieurs directions et les transfé­rer au ou du chariot à une extrémité de la voie de transport.
10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les élévateurs des éléments du deuxième ensemble comportent une colonne de guidage fixe, une console guidée par la colonne de guidage et un vérin hydraulique vertical comportant un piston solidaire de la console et un cylindre fixe.
11. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier ensemble d'éléments comporte une pluralité de fours placés côte à côte selon une ligne droite, fermés à leur base par un couvercle qui pivote autour d'un axe parallèle à la dite ligne droite et situé d'un côté du four, et en ce qu'au moins une partie des éléments du deuxième ensemble comportent des élévateurs actionnés par des vérins verticaux dont les cylindres s'étendent en regard d'un côté des fours, opposé à celui du dit axe de pivotement.
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