EP0477117A1 - Dispositif modulaire flexible de traitements thermiques - Google Patents

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EP0477117A1
EP0477117A1 EP91440075A EP91440075A EP0477117A1 EP 0477117 A1 EP0477117 A1 EP 0477117A1 EP 91440075 A EP91440075 A EP 91440075A EP 91440075 A EP91440075 A EP 91440075A EP 0477117 A1 EP0477117 A1 EP 0477117A1
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EP
European Patent Office
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modules
type
module
oven
quenching
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EP91440075A
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German (de)
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EP0477117B1 (fr
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Jean-Claude Krieger
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KRIPTON SA
Original Assignee
KRIPTON SA
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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
    • 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
    • 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
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone

Definitions

  • the present invention relates to the field of heat treatment and relates to a flexible modular device for heat treatments.
  • each quenching tank can only be served by the two adjacent ovens and that, likewise, each oven can only be unloaded in the two adjacent quenching tanks.
  • the increase in the capacity or the diversification of said heat treatment device by the addition of additional ovens consequently entails, necessarily, the addition of additional quenching tanks, and therefore a substantial modification of the structure as well as a significant increase in the dimensions and cost of said devices.
  • thermal treatment device composed of several ovens and several quenching tanks, the load to be treated can be moved in a plane and thus be transferred from a given oven to a given quenching tank.
  • the problem posed by the present invention is therefore to design a flexible heat treatment device, easily expandable, composed of modules of the oven type and of the quenching or washing tank type and presenting a compact constitution, said device having to allow, moreover, on the one hand, to carry out a maximum number of different heat treatments, without interruption, with a given number of modules, and, on the other hand, to maximize the times d '' use of the ovens while minimizing the times for changing the treatment cycle and for transferring and placing loads.
  • the flexible modular device for thermal treatments mainly consists, on the one hand, of a support structure 1 provided with at least one transport gantry 2 , on the other hand, by at least one device 3, 4, 5 for loading and unloading the different modules 6, 7 and, finally, by one or more control modules 8, 9 controlling the operation of the different elements 2 to 7 constituting the modular device and each comprising, where appropriate, a programmable controller 10, each module 6 of the oven type being able to be conveyed, by means of a transport gantry 2, from a parking position during the processing cycle of its load 11 to any of the modules 7 of the quenching or washing tank type, without any interruption of said treatment cycle for said load 11, and this, while the establishment of the next load 11 to be treated by said module 6 of the oven type is being prepared, one or more of said modules 6, 7 can also be simultaneously loading or restoring their load 11.
  • the modules 7 of the quenching or washing tank type are arranged side by side and aligned in the support structure 1, the modules 6 being oven type arranged in a similar manner parallel to said modules 7 of the quenching or washing tank type, but in a different horizontal plane.
  • the modules 6 of the oven type have a vertical structure and are provided with an opening 12 on their underside, the modules 7 of the quenching or washing tank type having an opening 13 corresponding on their upper face.
  • the oven-type modules 6 comprise, in particular, on the one hand, an inner lining 14 made of ceramic fibers, lined with an envelope 15 having high mechanical characteristics, on the other hand, a vacuum pump 16 for the change of controlled atmospheres, and, finally, a cooling turbine 17 supplying exchangers 18 opening out inside said modules 6 of oven type.
  • the oven-type modules 6, by serving different temperature ranges due to variable heating powers, depending, in particular, on the characteristics of their radiant heating elements 19, may be intended, in a preferred manner, each for specific heat treatments.
  • each module 6 of the type oven can carry out several different heat treatments, such as, for example, case hardening, annealing, nitriding, tempering, ceramic firing, ion nitriding and case hardening, etc., thereby limiting the number of modules 6 of the oven type necessary for carrying out the heat treatments capable of being implemented in a given production unit.
  • each module 6 of the oven type can be easily programmed for a series of heat treatment steps, by virtue of the control modules 9 provided with programmable controllers 10.
  • modules 7 of the quenching or washing tank type may be of various natures, each corresponding to one or more specific treatments, such as, for example, oil, water or salt quenching tanks. , browning tank, pressurized gas quenching tank, ultrasonic washing tank filled with water or a chlorine solution, etc ...
  • each oven type module 6 comprises, on the one hand, a bottom plate 20 pierced provided with several, preferably three, frustoconical feet 21 allowing the lift and the maintenance of said module 6 in the treatment phase in its parking position and in the unloading phase on the module 7 of the corresponding quenching or washing tank type, thanks to support points 22 of complementary shape, and, on the other hand, a plate upper 23 provided with at least one, preferably three, anchoring points 24 for the transport gantry 2.
  • each module 6 of the oven type is provided with at least two connectors 25, 25 ′, namely, at least one connector lower 25, cooperating with a corresponding complementary connector 26 secured to the support structure 1 when said module 6 is in the parking position, and, at least one upper connector 25 ′ which can cooperate with a corresponding complementary connector 26 ′ mounted on the transport gantry 2, from the taking said module 6 into account by said transport gantry 2.
  • the connectors 25, 25 ′, 26 and 26 ′ therefore make it possible, by simple interlocking, to establish connections of very diverse nature such as, for example, electrical connection, connection of treatment gas supply pipes, connection for signal or data transmission, a contact detector being able to indicate to the control modules 8 and 9 the state of said connections.
  • the establishment of the connection 25 ′ - 26 ′ makes it possible to compensate for the break in the connection 25 - 26, the control module 8 of said transport gantry 2 being able, if necessary, to control the end of the load processing cycle 11, after transmission of the data corresponding by the control module 9 of said module 6 and this until the moment of transferring the load 11 into a module 7 of the quenching or washing tank type.
  • the device 3, 4, 5 for loading and unloading consists, on the one hand, of movable obturation elements 4 making the establishment and maintenance of the load 11 in the modules 6 of the oven type, on the other hand, by movable support elements 5 arranged in the modules 7 of the quenching or washing tank type making it possible to carry out the transfer loads 11 from modules 6 of the oven type to modules 7 of the quenching or washing tank type as well as the draining of said loads 11 after soaking or washing, and, finally, by at least one manipulator carriage 3 carrying out the loading of the movable closure elements 4 and the unloading of the movable support elements 5.
  • the movable obturation elements 4 are advantageously in the form of plates 27 actuated by jacks 28 and extended by frustoconical bases 29, said elements 4 comprising, in addition, each, a seal 30 making it possible to isolate so watertight inside the oven-type module 6, as well as, if necessary, a turbine 31 for mixing the internal controlled atmosphere, the latter also being able to be placed directly in the module 6.
  • the manipulator carriage 3 advantageously comprises a load handling table 32, movable in rotation about a vertical axis Z and movable in translation along the same axis Z as well as in a direction Y perpendicular to the direction X of movement of said carriage manipulator 3 ( Figures 1 and 2).
  • the latter can thus deposit loads 11, stored in a storage location outside the support structure 1 or directly from a production unit, on the movable shutter elements 4, each linked to a parking position d 'A module 6 of the oven type, or remove a load 11 from a movable support element 5 in the high position, after completion of the soaking and draining phases.
  • the movable closure elements 4 as well as the movable support elements 5 are provided, on their upper face, with support pads 33 of the loads 11, allowing, respectively, to deposit or to lift the loads 11 by means of said handling table 32.
  • the modules 6 of the oven type In order to maintain the charges 11 in the modules 6 of the oven type, during the transport of the latter to the modules 7 of the quenching or washing tank type, the modules 6 of the oven type have pivoting hooks 34 disposed near the lower opening 12 of said module 6 and making it possible to maintain a load 11 inside said module 6 (FIGS. 3 and 4).
  • the number of said hooks 34 and their arrangement inside said oven-type modules 6 depend on the shape and size of the loads 11.
  • the replacement of said hooks 34 is greatly facilitated by their installation on a support plate 35 fixed to removably on the lower plate of said modules 6.
  • the loads 11 are, therefore, successively supported during their treatment, on the one hand, by the mobile shutter elements 4 during their heat treatment phase inside the modules 6 of the oven type, on the other hand, by the hooks 34 during the transport phase of said modules 6 to the modules 7, and, finally, by the mobile support elements 5 during their soaking or washing phases in the modules 7 and draining, when said mobile support elements 5 are in the high position.
  • the movable closure elements 4 are provided with lugs 36 making it possible to tilt the hooks 34 d 'an erased position ( Figure 3, broken lines) to a retentive position ( Figure 3, solid lines) against their frustoconical base 29, the movable support elements 5 having lateral tabs 37 pushing said hooks 34 into their erased position ( Figure 4 , broken lines) when taking into account the loads 11 by said movable support elements 5.
  • the load 11, waiting at a storage location is conveyed by the handling trolley 3 to the parking position of the module 6 of the oven type chosen as a function of the treatment to be carried out and deposited on the movable element d shutter 4, in the lower position, corresponding.
  • the latter then rises, introducing the charge 11 inside the module 6 of the chosen oven type and closing the lower orifice 12 in a sealed manner.
  • the load 11 then undergoes the different phases of the heat treatment preprogrammed by the user, under the control of the corresponding control module 9 (FIG. 3).
  • the transport gantry 2 is called by the control module 9 of the module 6 considered or, if necessary, by a programmable automaton controlling the entire heat treatment device.
  • the movable obturation element is withdrawn, depositing the load 11 on the angle ends of the hooks 34.
  • the module 6 is then transported to the module 7 of the bin type. quenching or washing selected and deposited on the upper part of the latter.
  • the mobile support element 5 of said module 7 is then introduced into the module 6, lifts the load 11, pushes the hooks 34 and, finally, extracts the load 11 from said module 6 to immerse it in said module 7.
  • the load 11 remains in a controlled atmosphere, due to the continuous supply of said module 6 with fluids and the maintenance of a slight overpressure internal, thus avoiding any risk of oxidation.
  • the movable support element 5 extracts the load 11 from said module 7 and keeps it in the open air to carry out its draining. Then, said load 11 is taken up by the carriage manipulator 3 and transported outside of said heat treatment device.
  • modules 6 or 7 can be carried out without major structural modification by the very fact of the constitution of said device according to the invention. Furthermore, from a certain number of modules 6, 7, it could also be envisaged to use several transport gantries 2 and / or several manipulator carts 3 in order to maximize the occupation times of said modules 6, 7 In addition, an extractor hood 38 can be placed on the support structure 1.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif modulaire flexible de traitements thermiques. Dispositif comportant des modules de type four et des modules de type bac de trempe ou de lavage, compatibles entre eux, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par une structure support (1) pourvue d'au moins un portique de transport (2), d'autre part, par au moins un dispositif (3, 4) de chargement et de déchargement des différents modules (6, 7) et, enfin, par un ou plusieurs modules de commande (8, 9) contrôlant le fonctionnement des différents éléments (2 à 7) constituant ledit dispositif et comportant chacun, le cas échéant, un automate programmable (10), chaque module (6) de type four pouvant être acheminé, au moyen d'un portique de transport (2), d'une position de stationnement durant le cycle de traitement de sa charge (11) vers l'un quelconque des modules (7) de type bacs de trempe ou de lavage, sans aucune interruption dudit cycle de traitement de ladite charge (11), et ce, alors que la mise en place de la charge (11) suivante à traiter par ledit module (6) de type four est en cours de préparation, un ou plusieurs desdits modules (6, 7) pouvant, en outre, être simultanément en cours de chargement ou de restitution de leur charge (11). <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne le domaine du traitement thermique et a pour objet un dispositif modulaire flexible de traitements thermiques.
  • Il existe actuellement principalement deux types de dispositifs de traitements thermiques permettant de réaliser plusieurs traitements thermiques différents.
  • On connaît, tout d'abord, un dispositif constitué de plusieurs fours et de plusieurs bacs de trempe disposés en série, de manière adjacente et alternée, chaque four étant placé entre deux bacs de trempe. Il en résulte que chaque bac de trempe ne pourra être desservi que par les deux fours adjacents et que, de même, chaque four ne pourra être déchargé que dans les deux bacs de trempe adjacents. De plus, l'augmentation de la capacité ou la diversification dudit dispositif de traitements thermiques par l'adjonction de fours supplémentaires entraîne, par conséquent, nécessairement l'adjonction de bacs de trempe supplémentaires, et donc une modification substantielle de la structure ainsi qu'une augmentation notable des dimensions et du coût desdits dispositifs.
  • Il existe également un dispositif de traitements thermiques composé de plusieurs fours et de plusieurs bacs de trempe, la charge à traiter pouvant être déplacée dans un plan et être transférée ainsi d'un four donné vers un bac de trempe donné.
  • Néanmoins, il en résulte, par conséquent, d'une part, que la pièce est toujours oxydée au cours du transfert et, d'autre part, qu'il est impossible de procéder au chargement d'un four lorsqu'une charge est en cours de transfert.
  • Le problème posé à la présente invention est donc de concevoir un dispositif flexible de traitements thermiques, aisément extensible, composé de modules de type four et de type bac de trempe ou de lavage et présentant une constitution compacte, ledit dispositif devant permettre, en outre, d'une part, de réaliser un nombre maximum de traitements thermiques différents, sans interruption, avec un nombre de modules donné, et, d'autre part, de maximiser les temps d'utilisation des fours en minimisant les temps de changement de cycle de traitement et de transfert et de mise en place des charges.
  • Ce problème est précisément résolu grâce à l'installation modulaire flexible de traitements thermiques, comportant des modules de type four et des modules de type bac de trempe ou de lavage, compatibles entre eux, caractérisée en ce qu'elle est principalement constituée, d'une part, par une structure support pourvue d'au moins un portique de transport, d'autre part, par au moins un dispositif de chargement et de déchargement des différents modules et, enfin, par un ou plusieurs modules de commande contrôlant le fonctionnement des différents éléments constituant le dispositif modulaire et comportant chacun, le cas échéant, un automate programmable, chaque module de type four pouvant être acheminé, au moyen d'un portique de transport, d'une position de stationnement durant le cycle de traitement de sa charge vers l'un quelconque des modules de type bac de trempe ou de lavage, sans aucune interruption dudit cycle de traitement de ladite charge, et ce, alors que la mise en place de la charge suivante à traiter par ledit module de type four est en cours de préparation, un ou plusieurs desdits modules pouvant, en outre, être simultanément en cours de chargement ou de restitution de leur charge.
  • L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en élévation latérale du dispositif conforme à l'invention ;
    • la figure 2 est une vue schématique en plan du dispositif représenté à la figure 1 ;
    • la figure 3 est une demi vue en coupe d'un module de type four chargé, représenté à la figure 2, durant le cycle de traitement, et,
    • la figure 4 est une demi vue en coupe d'un module de type four et d'un module de type bac de tremps ou de lavage, représentés à la figure 2, durant la phase de déchargement du module de type four.
  • Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures 1 à 4 des dessins annexés, le dispositif modulaire flexible de traitements thermiques est principalement constitué, d'une part, par une structure support 1 pourvue d'au moins un portique de transport 2, d'autre part, par au moins un dispositif 3, 4, 5 de chargement et de déchargement des différents modules 6, 7 et, enfin, par un ou plusieurs modules de commande 8, 9 contrôlant le fonctionnement des différents éléments 2 à 7 constituant le dispositif modulaire et comportant chacun, le cas échéant, un automate programmable 10, chaque module 6 de type four pouvant être acheminé, au moyen d'un portique de transport 2, d'une position de stationnement durant le cycle de traitement de sa charge 11 vers l'un quelconque des modules 7 de type bacs de trempe ou de lavage, sans aucune interruption dudit cycle de traitement de ladite charge 11, et ce, alors que la mise en place de la charge 11 suivante à traiter par ledit module 6 de type four est en cours de préparation, un ou plusieurs desdits modules 6, 7 pouvant, en outre, être simultanément en cours de chargement ou de restitution de leur charge 11.
  • Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, représenté aux figures 1 et 2 des dessins annexés, les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage sont disposés côte à côte et de manière alignée dans la structure support 1, les modules 6 de type four étant disposés d'une façon similaire parallèlement auxdits modules 7 de type bac de trempe ou de lavage, mais dans un plan horizontal différent.
  • Comme le montrent également les figures 1 à 4 des dessins annexés, les modules 6 de type four présentent une structure verticale et sont munis d'une ouverture 12 sur leur face inférieure, les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage présentant une ouverture 13 correspondante sur leur face supérieure.
  • Conformément à une caractéristique de l'invention, représentée aux figures 3 et 4 des dessins annexés, les modules 6 de type four comportent, notamment, d'une part, un garnissage intérieur 14 en fibres céramiques, doublé d'une enveloppe 15 ayant des caractéristiques mécaniques élevées, d'autre part, une pompe à vide 16 pour le changement d'atmosphères contrôlées, et, enfin, une turbine de refroidissement 17 alimentant des échangeurs 18 débouchant à l'intérieur desdits modules 6 de type four. Les modules 6 de type four, en desservant des plages de températures différentes du fait de puissances de chauffe variables, dépendant, notamment, des caractéristiques de leurs éléments 19 radiants chauffants, pourront être destinés, de manière privilégiée, chacun à des traitements thermiques spécifiques. Néanmoins, par la mise en place de pompes à vide 16 et de turbine de refroidissement 17, fixées sur la structure support 1 et reliées auxdits modules 6, autorisant des changements rapides et contrôlés de températures et d'atmosphères internes, chaque module 6 de type four pourra réaliser plusieurs traitements thermiques différents, tels que, par exemple, les cémentations, les recuits, les nitrurations, les revenus, les cuissons de céramiques, la nitruration et la cémentation ioniques, etc..., permettant ainsi de limiter le nombre de modules 6 de type four nécessaires pour effectuer les traitements thermiques susceptibles d'être mis en oeuvre dans une unité de production donnée. En outre, chaque module 6 de type four peut être aisément programmé pour une suite d'étapes de traitements thermiques, grâce aux modules de commande 9 munis d'automates programmables 10.
  • De même, les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage pourront être de natures diverses, correspondant chacun à un ou plusieurs traitements spécifiques, tel que, par exemple, bacs de trempe à l'huile, à l'eau ou au sel, bac de brunissage, bac de trempe à gaz sous pression, bac de lavage ultrasonique rempli d'eau ou d'une solution chlorée, etc...
  • Comme le montrent les figures 1, 2 et 4 des dessins annexés, chaque module 6 de type four comporte, d'une part, une plaque inférieure 20 percée munie de plusieurs, préférentiellement trois, pieds tronconiques 21 autorisant la sustentation et le maintien dudit module 6 en phase de traitement dans sa position de stationnement et en phase de déchargement sur le module 7 de type bac de trempe ou de lavage correspondant, grâce à des points d'appui 22 de forme complémentaire, et, d'autre part, une plaque supérieure 23 pourvue d'au moins un, préférentiellement trois, points d'ancrage 24 pour le portique de transport 2.
  • Il est ainsi possible, respectivement, d'une part, de faciliter la mise en place par le portique de transport 2 desdits modules 6 de type four et, d'autre part, de garantir l'aplomb dudit module 6 lors de son transport en l'équipant, par exemple, de vérins de réglage de l'assiette.
  • Afin que l'alimentation des modules 6 de type four, en énergie et/ou en fluides de traitement, ainsi que le contrôle de l'intégralité des cycles de traitement de leur charge 11, puissent être réalisés, tant dans la position de stationnement desdits modules 6, que durant leur transport vers l'un quelconque des modules 7 de type bac de trempe ou de lavage, chaque module 6 de type four est muni d'au moins deux connecteurs 25, 25′, à savoir, au moins un connecteur inférieur 25, coopérant avec un connecteur complémentaire correspondant 26 solidaire de la structure support 1 lorsque ledit module 6 est en position de stationnement, et, au moins un connecteur supérieur 25′ pouvant coopérer avec un connecteur complémentaire correspondant 26′ monté sur le portique de transport 2, dès la prise en compte dudit module 6 par ledit portique de transport 2.
  • Les connecteurs 25, 25′, 26 et 26′ permettent, par conséquent, par simple emboîtement, d'établir des liaisons de nature très diverses telles que, par exemple, liaison électrique, raccordement de tuyaux d'alimentation en gaz de traitement, liaison de transmission de signaux ou de données, un détecteur de contact pouvant indiquer aux modules de commande 8 et 9 l'état desdites connexions. Ainsi, lors de la prise en compte d'un module 6 de type four par le portique de transport 2 en vue de son acheminement vers l'un quelconque des modules 7 de type bac de trempe ou de lavage, l'établissement de la connexion 25′ - 26′ permet de suppléer à la rupture de la connexion 25 - 26, le module de commande 8 dudit portique de transport 2 pouvant, le cas échéant, contrôler la fin du cycle de traitement de la charge 11, après transmission des données correspondantes par le module de commande 9 dudit module 6 et ce jusqu'au moment du transfert de la charge 11 dans un module 7 de type bac de trempe ou de lavage.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, représentée aux figures 1, 3 et 4 des dessins annexés, le dispositif 3, 4, 5 de chargement et de déchargement est constitué, d'une part, par des éléments mobiles d'obturation 4 réalisant la mise en place et le maintien de la charge 11 dans les modules 6 de type four, d'autre part, par des éléments de support mobiles 5 disposés dans les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage permettant d'effectuer le transfert des charges 11 des modules 6 de type four vers les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage ainsi que l'égouttage desdites charges 11 après trempage ou lavage, et, enfin, par au moins un chariot manipulateur 3 réalisant le chargement des éléments mobiles d'obturation 4 et le déchargement des éléments de support mobiles 5.
  • Les éléments mobiles d'obturation 4 se présentent, avantageusement, sous la forme de plaques 27 actionnées par des vérins 28 et prolongées par des socles tronconiques 29, lesdits éléments 4 comportant, en outre, chacun, un joint 30 permettant d'isoler de manière étanche l'intérieur du module 6 de type four, ainsi que, le cas échéant, une turbine 31 de brassage de l'atmosphère contrôlée interne, cette dernière pouvant également être disposée directement dans le module 6.
  • Le chariot manipulateur 3 comporte avantageusement une table 32 de manipulation de la charge 11, déplaçable en rotation autour d'un axe vertical Z et déplaçable en translation suivant le même axe Z ainsi que suivant une direction Y perpendiculaire à la direction X de déplacement dudit chariot manipulateur 3 (figures 1 et 2). Ce dernier peut ainsi déposer des charges 11, entreposées dans un lieu de stockage extérieur à la structure support 1 ou directement issues d'une unité de production, sur les éléments mobiles d'obturation 4, liés, chacun, à une position de stationnement d'un module 6 de type four, ou évacuer une charge 11 d'un élément de support mobile 5 en position haute, après achèvement des phases de trempage et d'égouttage. A cet effet, et comme le montrent les figures 3 et 4 des dessins annexés, les éléments mobiles d'obturation 4 ainsi que les éléments de support mobiles 5 sont pourvus, sur leur face supérieure, de plots d'appui 33 des charges 11, permettant, respectivement, de déposer ou de soulever les charges 11 au moyen de ladite table de manipulation 32.
  • Afin de réaliser le maintien des charges 11 dans les modules 6 de type four, lors du transport de ces derniers vers les modules 7 de type bac de trempe ou de lavage, les modules 6 de type four présentent des crochets 34 pivotants disposés à proximité de l'ouverture inférieure 12 dudit module 6 et permettant de maintenir une charge 11 à l'intérieur dudit module 6 (figures 3 et 4). Le nombre desdits crochets 34 ainsi que leur disposition à l'intérieur desdits modules 6 de type four sont fonction de la forme et de la taille des charges 11. Le remplacement desdits crochets 34 est grandement facilité par leur installation sur une plaque support 35 fixée de manière amovible sur la plaque inférieure desdits modules 6.
  • Les charges 11 sont, par conséquent, supportées successivement durant leur traitement, d'une part, par les éléments mobiles d'obturation 4 durant leur phase de traitement thermique à l'intérieur des modules 6 de type four, d'autre part, par les crochets 34 durant la phase de transport desdits modules 6 vers les modules 7, et, enfin, par les éléments de support mobiles 5 durant leurs phases de trempage ou de lavage dans les modules 7 et d'égouttage, lorsque lesdits éléments de support mobiles 5 sont en position haute.
  • Afin d'autoriser les transferts successifs des charges 11, d'un élément support 4 ou 34 vers l'élément support suivant 34 ou 5, les éléments mobiles d'obturation 4 sont pourvus d'ergots 36 permettant de faire basculer les crochets 34 d'une position effacée (figure 3, traits interrompus) vers une position rétentrice (figure 3, traits pleins) contre leur socle tronconique 29, les éléments de support mobiles 5 comportant des taquets latéraux 37 repoussant lesdits crochets 34 dans leur position effacée (figure 4, traits interrompus) lors de la prise en compte des charges 11 par lesdits éléments de support mobiles 5.
  • Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention va maintenant être présenté de manière plus complète par la description de l'itinéraire effectué par une charge 11 à l'intérieur dudit dispositif au cours d'un cycle de traitement.
  • Tout d'abord, la charge 11, en attente à un emplacement de stockage, est acheminée par le chariot manipulateur 3 à la position de stationnement du module 6 de type four choisi en fonction du traitement à effectuer et déposée sur l'élément mobile d'obturation 4, en position basse, correspondant. Ce dernier s'élève alors, introduisant la charge 11 à l'intérieur du module 6 de type four choisi et fermant l'orifice inférieur 12 de manière étanche. La charge 11 subit ensuite les différentes phases du traitement thermique préprogrammé par l'utilisateur, sous le contrôle du module de commande 9 correspondant (figure 3).
  • Lorsque le traitement thermique est terminé ou en phase terminale, le portique de transport 2 est appelé par le module de commande 9 du module 6 considéré ou, le cas échéant, par un automate programmable contrôlant l'ensemble du dispositif de traitements thermiques. Après connexion de la plaque supérieure 23 sur le portique de transport 2, l'élément mobile d'obturation se retire déposant la charge 11 sur les extrémités en cornière des crochets 34. Le module 6 est alors transporté vers le module 7 de type bac de trempe ou de lavage sélectionné et déposé sur la partie supérieure de ce dernier. L'élément support mobile 5 dudit module 7 est alors introduit dans le module 6, soulève la charge 11, repousse les crochets 34 et, enfin, extrait la charge 11 dudit module 6 pour l'immerger dans ledit module 7. Durant toute la phase de transport du module 6 ainsi que durant le transfert de la charge 11 du module 6 dans le module 7, ladite charge 11 reste sous atmosphère contrôlée, du fait de l'approvisionnement continu dudit module 6 en fluides et du maintien d'une légère surpression interne, évitant ainsi tout risque d'oxydation. A la fin de l'opération de trempe ou de lavage, l'élément de support mobile 5 extrait la charge 11 dudit module 7 et la maintient à l'air libre pour réaliser son égouttage. Ensuite, ladite charge 11 est reprise par le chariot manipulateur 3 et transportée à l'extérieur dudit dispositif de traitement thermique.
  • Bien entendu, l'ensemble de ces opérations est réalisée en parallèle pour l'ensemble des charges 11 présentes dans ledit dispositif, le nombre de celles-ci dépendant uniquement du nombre de modules 6, 7 présents dans le dispositif de traitements thermiques.
  • L'adjonction de nouveaux modules 6 ou 7 pourra être réalisée sans grande modification structurelle du fait même de la constitution dudit dispositif conforme à l'invention. Par ailleurs, à partir d'un certain nombre de modules 6, 7, il pourra également être envisagé de mettre en oeuvre plusieurs portiques de transport 2 et/ou plusieurs chariots manipulateurs 3 afin de maximiser les temps d'occupation desdits modules 6, 7. En outre, une hotte aspirante 38 pourra être disposée sur la structure support 1.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (13)

  1. Dispositif modulaire flexible de traitements thermiques comportant des modules de type four et des modules de type bac de trempe ou de lavage, compatibles entre eux, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par une structure support (1) pourvue d'au moins un portique de transport (2), d'autre part, par au moins un dispositif (3, 4, 5) de chargement et de déchargement des différents modules (6, 7) et, enfin, par un ou plusieurs modules de commande (8, 9) contrôlant le fonctionnement des différents éléments (2 à 7) constituant le dispositif modulaire et comportant chacun, le cas échéant, un automate programmable (10), chaque module (6) de type four pouvant être acheminé, au moyen d'un portique de transport (2), d'une position de stationnement, durant le cycle de traitement de sa charge (11), vers l'un quelconque des modules (7) de type bac de trempe ou de lavage, sans aucune interruption dudit cycle de traitement de ladite charge (11), et ce, alors que la mise en place de la charge (11) suivante à traiter par ledit module (6) de type four est en cours de préparation, un ou plusieurs desdits modules (6, 7) pouvant, en outre, être simultanément en cours de chargement ou de restitution de leur charge (11).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules (7) de type bac de trempe ou de lavage sont disposés côte à côte et de manière alignée dans la structure support (1), les modules (6) de type four étant disposés d'une façon similaire parallèlement auxdits modules (7) de type bac de trempe ou de lavage mais dans un plan horizontal différent.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules (6) de type four présentent une structure verticale et sont munis d'une ouverture (12) sur leur face inférieure, les modules (7) de type bac de trempe ou de lavage présentant une ouverture (13) correspondante sur leur face supérieure.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les modules (6) de type four comportent, notamment, d'une part, un garnissage intérieur (14) en fibres céramiques, doublé d'une enveloppe (15) ayant des caractéristiques mécaniques élevées, d'autre part, une pompe à vide (16) pour le changement d'atmosphères contrôlées, et, enfin, une turbine de refroidissement (17) alimentant des échangeurs (18) débouchant à l'intérieur desdits modules (6) de type four.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque module (6) de type four comporte, d'une part, une plaque inférieure (20) percée munie de plusieurs, préférentiellement trois, pieds tronconiques (21) autorisant la sustentation et le maintien dudit module (6), en phase de traitement, dans sa position de stationnement et, en phase de déchargement, sur le module (7) de type bac de trempe ou de lavage correspondant, grâce à des points d'appui (22) de forme complémentaire, et, d'autre part, une plaque supérieure (23) pourvue d'au moins un, préférentiellement trois, points d'ancrage (24) pour le portique de transport (2).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque module (6) de type four est muni d'au moins deux connecteurs (25, 25′), à savoir, au moins un connecteur inférieur (25), coopérant avec un connecteur complémentaire correspondant (26) solidaire de la structure support (1) lorsque ledit module (6) est en position de stationnement, et, au moins un connecteur supérieur (25′) pouvant coopérer avec un connecteur complémentaire correspondant (26′) monté sur le portique de transport (2), dès la prise en compte dudit module (6) par ledit portique de transport (2).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif (3, 4, 5) de chargement et de déchargement est constitué, d'une part, par des éléments mobiles d'obturation (4) réalisant la mise en place et le maintien de la charge (11) dans les modules (6) de type four, d'autre part, par des éléments de support mobiles (5) disposés dans les modules (7) de type bac de trempe ou de lavage permettant d'effectuer le transfert des charges (11) des modules (6) de type four vers les modules (7) de type bac de trempe ou de lavage ainsi que l'égouttage desdites charges (11) après trempage ou lavage, et, enfin, par au moins un chariot manipulateur (3) réalisant le chargement des éléments mobiles d'obturation (4) et le déchargement des éléments de support mobiles (5).
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments mobiles d'obturation (4) se présentent, avantageusement, sous la forme de plaques (27) actionnées par des vérins (28) et prolongées par des socles tronconiques (29), lesdits éléments (4) comportant, en outre, chacun, un joint (30) permettant d'isoler de manière étanche l'intérieur du module (6) de type four, ainsi que, le cas échéant, une turbine (31) de brassage de l'atmosphère contrôlée interne.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le chariot manipulateur (3) comporte une table (32) de manipulation de la charge (11), déplaçable en rotation autour d'un axe vertical (Z) et déplaçable en translation suivant le même axe (Z) ainsi que suivant une direction (Y) perpendiculaire à la direction (X) de déplacement dudit chariot manipulateur (3 ).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les éléments mobiles d'obturation (4) ainsi que les éléments de support mobiles (5) sont pourvus, sur leur face supérieure, de plots d'appui (33) des charges (11).
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque module (6) de type four présente des crochets (34) pivotants disposés à proximité de l'ouverture inférieure (12) dudit module (6) et permettant de maintenir une charge (11) à l'intérieur dudit module (6).
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les crochets (34) sont installés sur une plaque support (35) fixée de manière amovible sur la plaque inférieure (20).
  13. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisée en ce que les éléments mobiles d'obturation (4) sont pourvus d'ergots (36) permettant de faire basculer les crochets (34) d'une position effacée vers une position rétentrice contre leur socle tronconique (29), les éléments support mobiles (5) comportant des taquets latéraux (37) repoussant lesdits crochets (34) dans leur position effacée, lors de la prise en compte des charges (11) par lesdits éléments de support mobiles (5).
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