EP0922778A1 - Modular device for the vacuum heat treatment - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une installation de traitement thermique sous atmosphère raréfiée du type comportant plusieurs cellules de traitement reliées à une enceinte commune étanche munie de moyens de manutention pour transférer une charge d'une cellule à l'autre.The present invention relates to an installation of heat treatment in a rarefied atmosphere of the type comprising several treatment cells connected to a common enclosure waterproof fitted with handling means to transfer a load from one cell to another.
La demande de brevet Français 2 537 260 décrit une telle installation de traitement thermique. Les cellules de traitement sont disposées horizontalement et en étoile à l'intérieur d'une enceinte étanche cylindrique à axe vertical. Les cellules sont desservies par un dispositif de manutention central.French patent application 2,537,260 describes a such a heat treatment installation. Treatment cells are arranged horizontally and star-shaped inside a sealed cylindrical enclosure with a vertical axis. Cells are served by a central handling device.
Un inconvénient des installations connues de ce type est que le nombre de cellules de traitement est fixe. Il n'y a aucune possibilité de faire évoluer l'installation pour qu'elle comporte des cellules de traitement supplémentaires.A disadvantage of known installations of this type is that the number of treatment cells is fixed. There is no possibility of upgrading the installation so that it has additional processing cells.
Un autre inconvénient de ces installations est qu'il est particulièrement difficile d'intervenir à l'intérieur de l'enceinte, par exemple pour régler le dispositif de manutention. Une telle intervention nécessite le plus souvent un démontage total ou partiel du dispositif de manutention.Another disadvantage of these installations is that is particularly difficult to intervene inside the enclosure, for example to adjust the handling device. Such intervention most often requires disassembly total or partial handling device.
Un objet de la présente invention est de prévoir une installation de traitement thermique enchaíné sous atmosphère raréfiée pouvant recevoir un nombre quelconque de cellules de traitement.An object of the present invention is to provide a heat treatment installation chained under atmosphere rarefied able to receive any number of cells of treatment.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une telle installation qui permette une intervention particulièrement aisée dans l'enceinte.Another object of the present invention is to provide such an installation which allows an intervention particularly easy in the enclosure.
Ces objets sont atteints grâce à une installation de traitement thermique enchaíné sous atmosphère raréfiée comprenant plusieurs cellules de traitement reliées dans un plan horizontal à une enceinte étanche commune munie de moyens de manutention pour transférer une charge d'une cellule à une autre. L'enceinte commune est un cylindre à axe horizontal dont au moins une extrémité est prévue pour recevoir un module sous forme d'un prolongement cylindrique auquel sont reliées des cellules supplémentaires.These objects are achieved thanks to an installation of heat treatment in a rarefied atmosphere including several treatment cells linked in a horizontal plane to a common watertight enclosure provided with handling means to transfer a charge from one cell to another. The enclosure common is a cylinder with horizontal axis of which at least one end is intended to receive a module in the form of a cylindrical extension to which cells are connected additional.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins une extrémité du cylindre est munie d'un couvercle amovible à la place duquel peut se monter le module.According to an embodiment of the present invention, at least one end of the cylinder has a cover removable in place of which the module can be mounted.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de manutention comprennent un chariot se déplaçant parallèlement à l'axe du cylindre et desservant les cellules au moyen d'un élément télescopique.According to an embodiment of the present invention, the handling means include a moving cart parallel to the cylinder axis and serving the cells at by means of a telescopic element.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'une des cellules est une cellule de trempe à l'huile servant également de cellule de chargement/déchargement.According to an embodiment of the present invention, one of the cells is an oil quenching cell serving also of loading / unloading cell.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le chariot se déplace sur des rails solidaires de l'enceinte, ces rails étant prolongés dans le module par des rails solidaires du module.According to an embodiment of the present invention, the carriage moves on rails integral with the enclosure, these rails being extended in the module by rails integral with the module.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le module est prévu pour être monté par une extrémité sur l'enceinte et par l'autre extrémité sur un autre module.According to an embodiment of the present invention, the module is designed to be mounted at one end on the enclosure and by the other end on another module.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le module est ouvert aux deux extrémités, l'extrémité restant ouverte après le montage du module sur l'enceinte recevant un module supplémentaire ou le couvercle. According to an embodiment of the present invention, the module is open at both ends, the remaining end open after mounting the module on the enclosure receiving a additional module or cover.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'installation comprend une cellule de trempe sous gaz fonctionnant avec de l'azote ou un mélange comportant au moins 50 % d'azote.According to an embodiment of the present invention, the installation includes a working gas quenching cell with nitrogen or a mixture comprising at least 50% nitrogen.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que
d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans
la description suivante de modes de réalisation particuliers
faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes
parmi lesquelles :
Afin de pouvoir utiliser un nombre quelconque de cellules de traitement dans une installation de traitement thermique enchaíné, la présente invention prévoit une installation modulaire. La modularité est rendue possible grâce à une structure particulière de l'installation.In order to be able to use any number of cells treatment in a thermal treatment installation chained, the present invention provides a modular installation. Modularity is made possible thanks to a structure particular installation.
La figure 1 illustre en trait plein un module de base 6
d'une installation selon l'invention et en pointillés un module
supplémentaire 8.Figure 1 illustrates in solid lines a
Le module de base 6 comprend une enceinte étanche 10
sous forme de cylindre à axe horizontal. Les deux extrémités de
ce cylindre 10, munies de collerettes, sont bouchées par des
couvercles étanches amovibles 12. Les cellules de traitement sont
reliées latéralement au cylindre 10 et se trouvent dans un même
plan horizontal. A titre d'exemple, la figure 1 illustre deux
cellules de traitement thermique 14 disposées l'une en face de
l'autre, une cellule de chargement/déchargement 15, et une
cellule de trempe sous gaz 16 disposée en face de la cellule de
chargement/déchargement 15. The
Comme cela est mieux visible à la figure 2, l'enceinte cylindrique 10 comporte des extensions cylindriques latérales 10-1 munies de collerettes permettant de fixer de manière étanche les cellules de traitement, par exemple à l'aide de boulons.As is best seen in Figure 2, the enclosure cylindrical 10 has lateral cylindrical extensions 10-1 fitted with flanges for sealingly fixing treatment cells, for example using bolts.
De manière classique, les ouvertures de communication
des cellules de traitement thermique 14 avec l'enceinte 10 sont
munies de portes (non représentées) qui sont calorifuges mais non
étanches. En effet, la pression que l'on fait régner dans l'enceinte
10, de l'ordre de 5 millibars, est celle qui doit régner
dans les cellules de traitement 14. Par contre, la cellule de
chargement/déchargement 15 et la cellule de trempe sous gaz 16
sont munies de portes étanches, respectivement 15-1 et 16-1, au
niveau de leurs ouvertures de communication avec l'enceinte 10.
En effet la cellule de chargement/déchargement 15 comporte une
porte extérieure 15-2 destinée à insérer les charges à traiter
dans l'installation. La cellule 15 doit donc pouvoir être mise à
la pression atmosphérique sans perturber l'atmosphère de l'enceinte
10. De même, il règne dans la cellule 16, pendant les
opérations de trempe, une pression supérieure à la pression
atmosphérique.In a conventional manner, the communication openings
Un dispositif de manutention est sous la forme d'un
chariot 18 se déplaçant parallèlement à l'axe du cylindre 10. Ce
chariot 18 se déplace, par exemple, sur des rails 20 s'étendant
sur la longueur du cylindre 10. Le chariot 18 est muni d'une
fourche télescopique 22 qui est susceptible de s'étirer de part
et d'autre du chariot 18 jusqu'au centre de chacune des cellules
14 à 16 pour y prendre et y déposer une charge en cours de
traitement.A handling device is in the form of a
A la figure 1, en trait plein, le chariot 18 se trouve
au niveau des cellules 15 et 16, et la fourche télescopique 22
pénètre dans la cellule 15 pour y prendre une charge 24. Bien
entendu, la cellule 15 a été préalablement mise à la pression de
l'enceinte 10 pour pouvoir ouvrir la porte 15-1. Comme cela est
représenté en figure 2, la charge 24 est posée sur des supports
26 rehaussant la charge 24 par rapport au fond de la cellule et
permettant à la fourche 22 de passer sous la charge. La fourche
22 est levée pour soulever la charge 24 des supports 26, puis
rétractée pour ramener la charge 24 sur le chariot 18. Ensuite,
le chariot 18 se déplace en face de la cellule souhaitée, par
exemple à la position représentée en pointillés. La fourche 22
est alors étirée puis abaissée pour déposer la charge 24 dans la
cellule.In Figure 1, in solid lines, the
Dans l'installation de base de la figure 1 (représentée
en trait plein), les deux cellules 14 sont, par exemple, des
cellules de cémentation, ce qui permettra de traiter deux charges
24 pratiquement en même temps. La seule cellule de trempe 16
suffira car l'opération de trempe est particulièrement rapide par
rapport aux opérations de cémentation.In the basic installation of figure 1 (shown
in solid lines), the two
Si l'on veut augmenter la production de l'installation
ou bien pouvoir effectuer d'autres traitements, tels qu'une
nitruration, il faut des cellules de traitement supplémentaires.
Dans ce cas, on monte sur l'installation de base un module 8
représenté en pointillés à la figure 1. Ce module 8 comporte une
partie cylindrique 10' qui est montée dans le prolongement de
l'enceinte cylindrique 10 à la place de l'un des couvercles 12.
Le couvercle 12 retiré pourra être utilisé pour fermer l'extrémité
libre de la partie cylindrique 10'. Le module 8 pourra
comporter, comme cela est représenté, seulement deux cellules
supplémentaires 14' reliées l'une en face de l'autre sur la
partie cylindrique 10'.If we want to increase the production of the installation
or be able to perform other treatments, such as
nitriding requires additional treatment cells.
In this case, a module 8 is mounted on the basic installation
shown in dotted lines in FIG. 1. This module 8 includes a
cylindrical part 10 'which is mounted in the extension of
the
Bien entendu, des modules supplémentaires peuvent être
montés sur les extrémités libres du module 8 et du module de base
6 à la place des couvercles 12. On peut ainsi monter en cascade
plusieurs modules pour créer une installation de traitement thermique
adaptée aux besoins de l'utilisateur.Of course, additional modules can be
mounted on the free ends of module 8 and the
Dans le cas où le chariot 18 est monté sur des rails
20, comme cela est représenté, le module 8 pourra comporter des
rails 20' qui viennent se raccorder aux rails 20 lorsque le
module 8 est monté sur l'installation de base. In the case where the
Afin d'intervenir dans l'enceinte 10 ou 10', il suffit
de retirer l'un des couvercles 12, ou bien les deux couvercles,
ce qui ouvre un couloir permettant à une personne de pénétrer
dans l'installation et d'effectuer aisément les opérations nécessaires
sur le dispositif de manutention 18, 22 et sur les cellules.
En cas de besoin, le dispositif de manutention est déplacé
d'un côté ou de l'autre de l'enceinte.In order to intervene in the 10 or 10 'enclosure, it suffices
to remove one of the
Comme cela est représenté en figure 2, l'installation
peut comporter une cellule de chargement/déchargement 15 et une
cellule 16 de trempe sous gaz. La trempe sous gaz convient à un
grand nombre de matériaux. Pour obtenir un bon compromis entre la
puissance nécessaire pour brasser le gaz de trempe et la diversité
des matériaux que l'on peut tremper sous gaz, on utilise de
l'azote ou un mélange contenant au moins 50% d'azote.As shown in Figure 2, the installation
may include a loading / unloading
Malgré cela, certains matériaux nécessitent une trempe à l'huile.Despite this, some materials require quenching in oil.
La figure 3 représente une vue de côté en coupe d'une
installation du type de la figure 1, comportant une cellule de
trempe à l'huile 30. Cette cellule 30 peut avantageusement
remplacer la cellule de chargement/déchargement 15 des figures 1
et 2. La cellule de trempe à l'huile 30 comporte alors une porte
extérieure 30-1 servant à extraire et introduire les charges 24
dans l'installation. La cellule 30 comporte par ailleurs un
ascenseur 32 permettant de maintenir la charge à une hauteur
adaptée au dispositif de manutention 18, 22 et d'immerger la
charge 24 dans un bain d'huile 34.FIG. 3 represents a side view in section of a
installation of the type of FIG. 1, comprising a
oil quenching 30. This
Cette disposition est avantageuse car, l'opération de
trempe étant la dernière, on peut directement extraire la charge
24 traitée en supprimant le temps de voyage d'une cellule de
trempe jusqu'à la cellule de chargement/déchargement. On évite
également le surcoût d'une cellule de chargement/déchargement
dédiée.This arrangement is advantageous because the operation of
quenching being the last, we can directly extract the
Bien entendu, la cellule de trempe à l'huile 30 est
munie, comme la cellule de chargement/déchargement 15, d'une
porte étanche (non représentée) destinée à l'isoler de l'enceinte
10 pour permettre les opérations de chargement/déchargement à
pression atmosphérique sans affecter la pression régnant dans
l'enceinte 10.Of course, the
Le dispositif de manutention 18, 22 est mu par des
moyens classiques. Par exemple, le chariot 18 peut se déplacer le
long des rails 20 grâce à un moteur électrique embarqué muni d'un
pignon qui engrène sur une crémaillère disposée parallèlement aux
rails. La fourche télescopique 22 peut être étirée et rétractée
par un système à chaíne ou à leviers. L'élévation et l'abaissement
de la fourche peuvent être obtenus par un système à came ou
à excentrique.The handling
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