EP1018562A1 - Dispositif et procédé d'ouverture et de fermeture automatique d'un couvercle de bac de trempe - Google Patents

Dispositif et procédé d'ouverture et de fermeture automatique d'un couvercle de bac de trempe Download PDF

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EP1018562A1
EP1018562A1 EP99100284A EP99100284A EP1018562A1 EP 1018562 A1 EP1018562 A1 EP 1018562A1 EP 99100284 A EP99100284 A EP 99100284A EP 99100284 A EP99100284 A EP 99100284A EP 1018562 A1 EP1018562 A1 EP 1018562A1
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EP
European Patent Office
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oven
door
opening
tank
heat treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99100284A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent Heinis
Gérard Laville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Patherm SA
Original Assignee
Patherm SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patherm SA filed Critical Patherm SA
Priority to EP99100284A priority Critical patent/EP1018562A1/fr
Publication of EP1018562A1 publication Critical patent/EP1018562A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
    • 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
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
    • F27D1/1808—Removable covers
    • F27D2001/1825—Means for moving the cover
    • F27D2001/1841—Means for moving the cover comprising means for rotating or moving the cover in a horizontal or quasi horizontal plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0075—Charging or discharging vertically, e.g. through a bottom opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace

Definitions

  • the invention relates to the general technical field of heat treatment of any charges, and in particular of charges formed of metal parts and intended to undergo a heat treatment in an oven, then to be treated, for example by cooling, in a quench tank containing a liquid bath.
  • the present invention relates to a thermal treatment installation a load to be treated comprising at least one oven having an opening, and at least one quenching tank also having an opening capable of being associated with a door, the oven and tray openings being arranged such that, by relative movement of the oven and / or the tray, their respective openings come substantially opposite one with respect to the other to transfer the load from the oven to the tank or Conversely.
  • the present invention also relates to a method of treatment thermal of a load using at least one treatment furnace having an opening, and at least one quench tank also having a opening capable of being associated with a door, said openings being arranged between them so that, by relative movement of the oven and / or the tray, their respective openings come substantially opposite one by to the other in order to transfer the load from the oven to the bac or vice versa.
  • Heat treatment plants of the kind mentioned above are already known, and for example from document EP-A-0 296 102.
  • Such installations include at least one oven having an opening directed downwards and at least one quenching tank having a directed opening upwards, so that the oven and the pan can be brought in position superimposed by relative movement of one relative to the other, so that the opening of the oven can come opposite the opening of the tank in view ensure the transfer of a load from the oven to the tank and / or vice versa.
  • the doors of the quenching tanks are, conventionally, associated with a hydraulic control or pneumatic, including a cylinder and a control unit comprising a microprocessor for controlling opening or closing automatic said door.
  • the control set is completed by a series of suitable sensors for supplying control signals displacement of the cylinder inducing the opening or closing of the door.
  • the bin door moves in translation above the opening of the container, and parallel to the plane thereof, the door being associated with an O-ring seal intended to ensure complete sealing of the container vis-à-vis the outside in the closed position.
  • a system of cams and of slides ensures end-of-travel compression of the O-ring seal to fully ensure its sealing function.
  • the object of the present invention is therefore to provide a remedy to all of the various drawbacks listed above and aims to propose a new installation and a new treatment process thermal design and particularly simple operation and proven.
  • Another object of the invention aims to propose a new installation and a new heat treatment process requiring only a contribution limited external energy source for its operation.
  • Another object of the invention aims to propose a new installation and a new heat treatment process using a system particularly simple and robust hooking / unhooking design.
  • Another object of the invention aims to propose a new installation and a new heat treatment process, the safety of functioning is strengthened.
  • FIGS 1 to 4 show a heat treatment installation 1 according to the invention.
  • This installation comprises, in a conventional manner, at at least one oven 2, of the bell type, and having an opening 3 advantageously located at the bottom of the oven to allow the introduction, for example by vertical displacement, of a load 4, optionally supported by a support plate 5 and intended to undergo a heat treatment in the oven 2.
  • the load 4 can be formed by any set of parts, for example metal parts from a manufacturing process any industrialist to undergo a heat treatment, for example cleaning or whatever.
  • the oven 2 is internally provided with a sealed enclosure 6 associated with heating means (not shown in figures), such as electrical resistance ramps, said oven being possibly closed by a closing piece (not shown in figures) during certain processing operations.
  • heating means not shown in figures
  • closing piece not shown in figures
  • the lower part of the enclosure 6 may include a series of supports 8 intended to carry the plate 5, especially between the treatment operation (s), when the oven is open.
  • the heat treatment installation 1 also includes, conventionally, a set of means of loading and unloading (not shown in the figures) such as arms and / or robots manipulators, intended for gripping and then introducing or the extraction of the load 4 in or out of the oven 2.
  • a set of means of loading and unloading such as arms and / or robots manipulators, intended for gripping and then introducing or the extraction of the load 4 in or out of the oven 2.
  • the heat treatment installation 1 comprises a series of guide means and support, formed for example of rails or gantries, and whose function is to allow the support and the movement of the installation ovens.
  • the heat treatment installation 1 also comprises a quenching tank 10 intended for contain a treatment liquid, such as water, salt, oil, or other, in which the load 4 is intended to be quenched.
  • a quenching tank 10 intended for contain a treatment liquid, such as water, salt, oil, or other, in which the load 4 is intended to be quenched.
  • the quench tank 10 will contain a coolant in view of making a cooling tank.
  • the tank quench 10 is provided, at its upper part, with an opening 11 for ensure the introduction and extraction of the load 4 in and out of said tank quench 10.
  • the quench tank 10 can also be equipped with means for autonomous loading / unloading (not shown in the figures) allowing to introduce and extract the load 4.
  • the quenching 10 can be loaded and unloaded from the means of loading / unloading the oven 2. In this case, these means are therefore common to quench tank 10 and oven 2.
  • the quench tank 10 and the oven 2 were shown, respectively with an opening 11 upwards, and a opening 3 downwards, so that, by relative movement of the oven 2 and / or the quench tank 10, the respective openings 3 and 11 come substantially facing each other ( Figures 2 and 4) to ensure the transfer of the load 4 from the oven 2 to the quench tank 10 or vice versa.
  • a provision openings 3 and 11 are only preferential, and that said openings 3, 11 can be arranged differently, respectively in the oven 2 and the quench tank 10, the main thing being that said openings 3, 11 can come opposite each other in order to ensure the transfer of the charge 4.
  • the quenching tank 10 also comprises, in association with opening 11, a door 12 movably mounted on the upper part of said tank quenching 10 so as to ensure the opening and closing of the opening 11.
  • the heat treatment installation 1 comprises hooking / unhooking means 15 (FIG. 6) partially arranged on the oven 2 and partly on door 12, said means being intended to occupy a share a hanging position in which they cooperate to hang together the oven 2 and the door 12 and on the other hand, a stall position in which the oven 2 and the door 12 are detached from each other, said means being provided to allow, in the hanging position, the movement of door 12 from its open position to its position closing and / or vice versa, during the relative movement of the oven 2 and the tank quench 10.
  • hooking / unhooking means 15 of this type therefore allows you to take advantage of the relative movement of the oven 2 relative to the quench tank 10 to ensure the movement of the door 12 and thus produce, in the direction of relative movement of the oven 2 and the tank quenching 10, the opening or closing of said door 12.
  • Such provision therefore has the decisive advantage of not requiring no recourse to an external source of energy, nor to any device of specific order.
  • the means hooking / unhooking 15 are self-triggering means to automatic locking and unlocking, therefore not requiring no external human or mechanical intervention, apart from simple relative movement of the oven 2 and the quench tank 10. Such an arrangement obviously gives complete independence to the system.
  • the attachment / detachment means 15 include a male member 16 and a female member 17 arranged respectively on the oven 2 and on the door 12.
  • the male member 16 can be arranged and secured to the door 12 and the female member 17 arranged and integral with the furnace 2, without however leaving the part of the invention.
  • the male member 16 is formed by a hooking finger, preferably metallic, integral, for example by welding or bolting, of the outer and lower periphery of the oven 2.
  • the female member 17 is, preferably, formed by a receiving well mounted on a handle 14 secured to the upper face of the door 12.
  • the hooking finger 16 is presented under the shape of a substantially square piece comprising at least one and preferably two reception seats 18 provided on one or the sides making recesses.
  • the female member 17 forming the receiving well is formed by two bars 19 welded parallel and at a distance one to the other on the handle 14 so as to support respectively two pins locking 20 opposed to each other.
  • Each locking pin 20 internally has a recess in which an element is disposed elastic 21 intended to elastically support a ball 22 intended to come engage the receiving seat 18 to lock the finger in position attachment 16 in the receiving well.
  • the door 12 is movably mounted at short distance above the upper surface 23 of the quench tank 10 incorporating the opening 11.
  • the door 12 is mounted at sliding along a plane parallel to the plane of extension of the opening 11 and supported by pads 24, for example ball bearings, moving on slides 25 acting as a raceway.
  • the door 12 is intended to achieve the complete tightness of the quench tank 10 and for this purpose comprises a seal sealing 26 made of metallic material from a profiled sheet.
  • the seal 26 is mounted integral with the peripheral part of the door 12, by any suitable means, for example by welding, screwing or other, and is mounted flush with the surface level upper 23 so as to be able to ensure the scraping of said surface during closing the door 12.
  • the seal 26 can have a folded end edge 27.
  • the quenching tank 10 also includes at least one stop piece 30 fixedly mounted on the upper surface 23 at a position appropriate so that an extreme edge 31 of the door 12 comes to bear against said abutment piece 30 in the fully closed position of the opening 11, which allows the unlocking / unhooking means 15 to be unlocked during relative displacement away from the oven 2 relative to the tank quenching 10.
  • the treatment installation 1 advantageously comprises two abutment pieces 30.
  • the locking pins 20 are tared with so that the hooking finger 16 can engage in the receiving seat 17 during the relative movement of the oven and the quenching tank and is maintained in this engagement position to move the door 12 while authorizing the release of this finger 16 from the seat 17 when the oven moves away of the quenching tank and the door abuts against the stop pieces 30.
  • the oven 2 is mobile, while the quench tank 10 is fixed.
  • the heat treatment installation 1 according to the invention which may include a mobile quench tank 10 and a stationary oven 2, or a combination of a mobile oven 2 with a quench 10 also mobile.
  • the oven 2 comprising the charge 4 to transfer to the quench tank 10 is mobile and is directed, from the position shown in Figures 1 and 3, by appropriate means of displacement (not shown in the figures) in direction F towards said tank quench 10.
  • the oven 2 has been correctly aligned with the quench tank 10 so that, at the end of the displacement according to the arrow F, the openings 3 and 11 come opposite one another such that is shown in Figures 2 and 4.
  • the charge 4 is extracted from the quench tank 10 and reintroduced into the oven 2.
  • the oven 2 is moved in a direction opposite to the direction F, this which causes the closure of door 12, since the latter is always made integral with the movement of the furnace 2 by means hooking / unhooking 15 which are always locked.
  • the door 12 reaches the fully closed position shown in FIG. 5 in particular, the extreme edge 31 abuts against the abutment pieces 30, which causes the unlocking / unhooking means to be unlocked, finger 16 being extracted from the receiving well 17 by the subsequent movement of the furnace 2.
  • the metal seal 26 scrapes the surface upper 23 of the quenching tank 10 in the vicinity of the opening 11, which prevents possible combustion of quenching liquid residues present on said upper surface 23.
  • the process for heat treatment of a charge in accordance with the invention uses at least one treatment oven having an opening and at least one quenching tank also having an opening capable of to be associated with a door, said openings being arranged relatively to each other so that by relative movement of the oven and / or the quenching, said openings respectively come opposite one by relation to the other with a view to ensuring the transport of the load of the oven to the quench tank or vice versa.
  • the method consists in ensuring the relative displacement of the oven and bin and to use the energy resulting from this relative displacement for move door 12.
  • the treatment method according to the invention advantageously consists in ensuring the moving the oven towards or away from the quench tank 12 so that the door 12 is actuated or engaged by the oven 2, in this case by the hooking finger 16, then moved during the subsequent movement from the oven 2.
  • the process then consists in ensuring the opening or closing of the door 12 of oven 2, when moving oven 2, respectively direction, and away from the quench tank 10.
  • the installation and the heat treatment process in accordance with the invention therefore has a design and an operation particularly simple, since it does not use any device particular training and control of the opening / closing of the door, only the amount of movement resulting from the relative movement of the oven 2 and quenching tank 10 being used to move the the door 12.
  • the attachment / detachment means 15 put in are particularly robust and simple to make and assemble, and do not require the addition of no external energy source.
  • the safety aspect of the installation is reinforced by reducing the possible risks of combustion resulting from projections of the quenching by cleaning and scraping the upper surface 23 of the quench 12.

Abstract

L'invention concerne une installation de traitement thermique d'une charge (4) à traiter comportant un four (2) ayant une ouverture (3), et un bac de trempe (10) ayant une ouverture (11) associée à une porte (12), lesdites ouvertures (3, 11) étant agencées pour que, par déplacement relatif du four (2) et/ou du bac de trempe (10), leurs ouvertures respectives (3, 11) viennent en regard l'une par rapport à l'autre, en vue d'assurer le transfert de la charge (4) du four (2) vers le bac de trempe (10) ou inversement, caractérisée en ce qu'elle comprend : des moyens d'accrochage/décrochage (15) disposés en partie sur le four (2) et en partie sur la porte (12) et destinés à occuper d'une part une position d'accrochage dans laquelle ils coopèrent pour accrocher ensemble le four (2) et la porte (12), et d'autre part une position de décrochage dans laquelle le four (2) et la porte (12) sont décrochés l'un de l'autre, lesdits moyens étant prévus pour permettre, en position d'accrochage, le déplacement de la porte (12) de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture et/ou inversement lors du déplacement relatif du four (2) et du bac de trempe (10). <IMAGE>

Description

L'invention concerne le domaine technique général des installations de traitement thermique de charges quelconques, et en particulier de charges formées de pièces métalliques et destinées à subir un traitement thermique dans un four, puis à être traitées, par exemple par refroidissement, dans un bac de trempe contenant un bain liquide.
La présente invention concerne une installation de traitement thermique d'une charge à traiter comportant au moins un four ayant une ouverture, et au moins un bac de trempe ayant également une ouverture susceptible d'être associée à une porte, les ouvertures du four et du bac étant agencées de telle manière que, par déplacement relatif du four et/ou du bac, leurs ouvertures respectives viennent sensiblement en regard l'une par rapport à l'autre en vue d'assurer le transfert de la charge du four vers le bac ou inversement.
La présente invention concerne également un procédé de traitement thermique d'une charge mettant en oeuvre au moins un four de traitement ayant une ouverture, et au moins un bac de trempe ayant également une ouverture susceptible d'être associée à une porte, lesdites ouvertures étant agencées entre elles pour que, par déplacement relatif du four et/ou du bac, leurs ouvertures respectives viennent sensiblement en regard l'une par rapport à l'autre en vue d'assurer le transfert de la charge du four vers le bac ou inversement.
Des installations de traitement thermique du genre mentionné ci-dessus sont déjà connues, et par exemple du document EP-A-0 296 102.
De telles installations comportent au moins un four ayant une ouverture dirigée vers le bas et au moins un bac de trempe ayant une ouverture dirigée vers le haut, de telle sorte que le four et le bac peuvent être amenés en position superposée par mouvement relatif de l'un par rapport à l'autre, afin que l'ouverture du four puisse venir en regard de l'ouverture du bac en vue d'assurer le transfert d'une charge du four vers le bac et/ou inversement.
Il est également connu, de manière générale, de monter une porte ou un couvercle sur le bac de trempe afin de pouvoir fermer l'ouverture du bac lorsque le four n'est pas au droit de l'ouverture en vue de protéger le liquide contenu dans le bac de toute pollution externe. A l'inverse, la présence d'une porte permet également d'éviter toute pollution du milieu externe par le liquide du bac.
Dans les installations connues à ce jour, les portes des bacs de trempe sont, de manière classique, associées à une commande hydraulique ou pneumatique, incluant un vérin et une centrale de commande comprenant un microprocesseur en vue de commander l'ouverture ou la fermeture automatique de ladite porte. L'ensemble de commande est complété par une série de capteurs appropriés destinés à fournir les signaux de commande de déplacement du vérin induisant l'ouverture ou la fermeture de la porte.
Dans les dispositifs connus, la porte du bac se déplace en translation au-dessus de l'ouverture du bac, et parallèlement au plan de celle-ci, la porte étant associée à un joint O-ring destiné à assurer l'étanchéité complète du bac vis-à-vis de l'extérieur en position de fermeture. Un système de cames et de glissières assure en fin de course une compression du joint O-ring lui permettant d'assurer pleinement sa fonction d'étanchéité.
On connaít également des installations de traitement thermique comportant des portes basculantes commandées également par une série d'actionneurs mécaniques, du genre vérin hydraulique ou analogue.
Les dispositifs connus de l'art antérieur, s'ils permettent effectivement d'obtenir une certaine automatisation de l'opération d'ouverture et de fermeture de la porte du bac de trempe, souffrent néanmoins de certains inconvénients.
En premier lieu, ils s'avèrent d'un coût de fabrication relativement élevé puisqu'ils mettent en oeuvre une technologie relativement élaborée, impliquant un grand nombre de pièces qui, de surcroít, sont d'une finition relativement exigeante. En second lieu, le recours à une série d'actionneurs, du type vérin hydraulique, nécessite la présente d'une centrale de commande et de divers organes de commande de la gestion du déplacement, ce qui, au total, s'avère former un ensemble relativement complexe, source de pannes et de dysfonctionnements notables. La relative complexité de ces systèmes de commandes implique en outre des temps et durées de réparation conséquents, susceptibles de bloquer l'ensemble de la chaíne de traitement thermique, ce qui, bien évidemment, constitue un autre inconvénient sur le plan industriel. En dernier lieu, les dispositifs connus jusqu'à présent nécessitent l'usinage d'une gorge dans la porte de fermeture pour loger le joint O-ring destiné à réaliser l'étanchéité entre la porte et le bac de trempe. L'opération d'usinage représente bien évidemment un coût supplémentaire pour l'installation de traitement thermique.
La présente invention a, en conséquence, pour objet de porter remède à l'ensemble des divers inconvénients énumérés précédemment et vise à proposer une nouvelle installation et un nouveau procédé de traitement thermique de conception et de fonctionnement particulièrement simple et éprouvé.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une nouvelle installation et un nouveau procédé de traitement thermique ne nécessitant qu'un apport limité de source énergétique externe pour son fonctionnement.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une nouvelle installation et un nouveau procédé de traitement thermique mettant en oeuvre un système d'accrochage/décrochage de conception particulièrement simple et robuste.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une nouvelle installation et un nouveau procédé de traitement thermique dont la sécurité de fonctionnement est renforcée.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'une installation de traitement thermique d'une charge à traiter comportant au moins un four ayant une ouverture, et au moins un bac de trempe ayant également une ouverture susceptible d'être associée à une porte, lesdites ouvertures étant agencées de telle sorte que, par déplacement relatif du four et/ou du bac de trempe, leurs ouvertures respectives viennent sensiblement et en regard l'une par rapport à l'autre, en vue d'assurer le transfert de la charge du four vers le bac de trempe ou inversement, caractérisée en ce qu'elle comprend :
  • des moyens d'accrochage/décrochage disposés en partie sur le four et en partie sur la porte et destinés à occuper d'une part une position d'accrochage dans laquelle ils coopèrent pour accrocher ensemble le four et la porte, et d'autre part une position de décrochage dans laquelle le four et la porte sont décrochés l'une de l'autre, lesdits moyens étant prévus pour permettre, en position d'accrochage, le déplacement de la porte de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture et/ou inversement lors du déplacement relatif du four et du bac de trempe.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé de traitement thermique d'une charge mettant en oeuvre au moins un four de traitement ayant une ouverture vers le bas et au moins un bac de trempe ayant une ouverture vers le haut susceptible d'être associée à une porte pour que, par déplacement relatif du four et/ou du bac, leurs ouvertures respectives viennent sensiblement et en regard l'une par rapport à l'autre, en vue d'assurer le transfert de la charge du four vers le bac ou inversement, caractérisé en ce qu'il consiste :
  • à assurer le déplacement relatif du four et du bac,
  • et à utiliser l'énergie résultant de ce déplacement relatif pour assurer le déplacement de la porte.
D'autres détails et avantages de l'invention seront décrits de manière détaillée à la lumière de la description et des exemples illustratifs qui suivent ci-après, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels :
  • la figure 1 montre, selon une vue partielle en coupe longitudinale transversale, une installation de traitement thermique conforme à l'invention dans laquelle la porte du bac est fermée et le four est situé hors du bac.
  • la figure 2 montre, selon une vue en coupe partielle longitudinale, une installation de traitement thermique conforme à l'invention dans laquelle le four est au-dessus du bac dont la porte est ouverte.
  • la figure 3 illustre, selon une vue de dessus, une installation de traitement thermique conforme à l'invention dont le bac et le four sont en position identique à celle montrée à la figure 1.
  • la figure 4 montre, selon une vue de dessus, une installation de traitement thermique conforme à l'invention, et dont le bac et le four sont dans une position identique à celle illustrée à la figure 2.
  • la figure 5 illustre, selon une vue en coupe transversale partielle, un détail de réalisation de la porte du bac.
  • la figure 6 illustre, selon une vue en coupe partielle, un détail de réalisation des moyens d'accrochage/décrochage conforme à l'invention.
Les figures 1 à 4 montrent une installation de traitement thermique 1 conforme à l'invention. Cette installation comporte, de manière classique, au moins un four 2, du type à cloche, et présentant une ouverture 3 avantageusement située à la partie inférieure du four pour permettre l'introduction, par exemple par déplacement vertical, d'une charge 4, supportée éventuellement par un plateau support 5 et destinée à subir un traitement thermique dans le four 2.
La charge 4 peut être formée par un ensemble de pièces quelconques, par exemple de pièces métalliques issues d'un processus de fabrication industriel quelconque devant subir un traitement thermique, par exemple de nettoyage ou autre.
De manière également connue, le four 2 est pourvu intérieurement d'une enceinte étanche 6 associée à des moyens de chauffage (non représentés aux figures), du genre rampes de résistance électrique, ledit four pouvant être éventuellement fermé par une pièce de fermeture (non représentée aux figures) pendant certaines opérations de traitement.
Tel que montré aux figures 1 et 2, la partie inférieure de l'enceinte 6 peut comporter une série de supports 8 destinés à porter le plateau 5, notamment entre la ou les opérations de traitement, lorsque le four est ouvert.
L'installation de traitement thermique 1 comporte également, de manière classique, un ensemble de moyens de chargement et de déchargement (non représentés aux figures) tel que des bras et/ou robots manipulateurs, destinés à assurer la préhension puis l'introduction ou l'extraction de la charge 4 dans ou hors du four 2.
De manière également connue, l'installation de traitement thermique 1 conforme à l'invention comprend une série de moyens de guidage et de support, formés par exemple de rails ou portiques, et dont la fonction est de permettre le support et le déplacement des fours de l'installation.
Tel qu'illustrée aux figures 1 à 4, l'installation de traitement thermique 1 conforme à l'invention comprend également un bac de trempe 10 destiné à contenir un liquide de traitement, du type eau, sel, huile, ou autre, dans lequel la charge 4 est destinée à être trempée. Selon une forme préférentielle de l'invention, le bac de trempe 10 contiendra un liquide de refroidissement en vue de réaliser un bac de refroidissement.
Tel que cela est particulièrement bien visible aux figures 1 et 2, le bac de trempe 10 est pourvu, à sa partie supérieure, d'une ouverture 11 pour assurer l'introduction et l'extraction de la charge 4 dans et hors dudit bac de trempe 10.
Le bac de trempe 10 peut également être équipé de moyens de chargement/déchargement autonomes (non représentés aux figures) permettant d'introduire et d'extraire la charge 4. Alternativement, le bac de trempe 10 peut être chargé et déchargé à partir des moyens de chargement/déchargement du four 2. Dans ce cas, ces moyens sont donc communs au bac de trempe 10 et au four 2.
Dans les exemples qui suivent, le bac de trempe 10 et le four 2 ont été représentés, respectivement avec une ouverture 11 vers le haut, et une ouverture 3 vers le bas, pour que, par déplacement relatif du four 2 et/ou du bac de trempe 10, les ouvertures respectives 3 et 11 viennent sensiblement en regard l'une par rapport à l'autre (figures 2 et 4) en vue d'assurer le transfert de la charge 4 du four 2 vers le bac de trempe 10 ou inversement. Néanmoins, il doit être entendu qu'au sens de l'invention, une telle disposition des ouvertures 3 et 11 n'est que préférentielle, et que lesdites ouvertures 3, 11 peuvent être agencées d'une manière différente, respectivement dans le four 2 et le bac de trempe 10, l'essentiel étant que lesdites ouvertures 3, 11 puissent venir en regard l'une de l'autre en vue d'assurer le transfert de la charge 4.
Le bac de trempe 10 comporte également, en association avec l'ouverture 11, une porte 12 montée mobile sur la partie supérieure dudit bac de trempe 10 de manière à assurer l'ouverture et la fermeture de l'ouverture 11.
Selon l'invention, l'installation de traitement thermique 1 comporte des moyens d'accrochage/décrochage 15 (figure 6) disposés en partie sur le four 2 et en partie sur la porte 12, lesdits moyens étant destinés à occuper d'une part une position d'accrochage dans laquelle ils coopèrent pour accrocher ensemble le four 2 et la porte 12 et d'autre part, une position de décrochage dans laquelle le four 2 et la porte 12 sont décrochés l'un de l'autre, lesdits moyens étant prévus pour permettre, en position d'accrochage, le déplacement de la porte 12 de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture et/ou inversement, lors du déplacement relatif du four 2 et du bac de trempe 10.
La présence de moyens d'accrochage/décrochage 15 de ce type permet en conséquence de profiter du mouvement relatif du four 2 relativement au bac de trempe 10 pour assurer le déplacement de la porte 12 et réaliser ainsi, selon le sens du déplacement relatif du four 2 et du bac de trempe 10, l'ouverture ou la fermeture de ladite porte 12. Une telle disposition présente en conséquence l'avantage déterminant de ne nécessiter aucun recours à une source d'énergie externe, ni à aucun dispositif de commande spécifique.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, les moyens d'accrochage/décrochage 15 sont des moyens autodéclencheurs à verrouillage et déverrouillage automatique, ne nécessitant en conséquence aucune intervention extérieure humaine ou mécanique, en dehors du simple mouvement relatif du four 2 et du bac de trempe 10. Une telle disposition confère bien évidemment une indépendance totale au système.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et tel que cela est montré par exemple à la figure 6, les moyens d'accrochage/décrochage 15 comprennent un organe mâle 16 et un organe femelle 17 agencés respectivement sur le four 2 et sur la porte 12. Bien évidemment, à titre d'alternative, l'organe mâle 16 peut être agencé et solidaire de la porte 12 et l'organe femelle 17 agencé et solidaire du four 2, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, selon une version préférentielle de l'invention telle qu'illustrée aux figures 1 à 6, l'organe mâle 16 est formé par un doigt d'accrochage, de préférence métallique, solidaire, par exemple par soudage ou boulonnage, de la périphérie extérieure et inférieure du four 2. L'organe femelle 17 est, de manière préférentielle, formé par un puits de réception monté sur une poignée 14 solidaire de la face supérieure de la porte 12.
Tel qu'illustré à la figure 6, le doigt d'accrochage 16, se présente sous la forme d'une pièce sensiblement carrée comprenant au moins un et de préférence deux sièges de réception 18 ménagés sur l'un ou les côtés réalisant des évidements. L'organe femelle 17 formant le puits de réception est formé par deux barrettes 19 soudées parallèlement et à distance l'une à l'autre sur la poignée 14 de manière à supporter respectivement deux ergots de verrouillage 20 opposés l'un à l'autre. Chaque ergot de verrouillage 20 comporte intérieurement un chambrage dans lequel est disposé un élément élastique 21 destiné à supporter élastiquement une bille 22 destinée à venir engager le siège de réception 18 pour verrouiller en position le doigt d'accrochage 16 dans le puits de réception.
Tel que cela est montré à la figure 5, la porte 12 est montée mobile à faible distance au-dessus de la surface supérieure 23 du bac de trempe 10 incorporant l'ouverture 11. Avantageusement, la porte 12 est montée à coulissement selon un plan parallèle au plan d'extension de l'ouverture 11 et supportée par des patins 24, par exemple à billes, se déplaçant sur des glissières 25 faisant office de chemin de roulement.
Tel que cela est montré à la figure 5, la porte 12 est destinée à réaliser l'étanchéité complète du bac de trempe 10 et comporte à cet effet un joint d'étanchéité 26 réalisé en matériau métallique à partir d'une tôle profilée. Le joint d'étanchéité 26 est monté solidaire de la partie périphérique de la porte 12, par tout moyen approprié, et par exemple par soudage, vissage ou autre, et est monté en position d'affleurement avec le niveau de la surface supérieure 23 de manière à pouvoir assurer le raclage de ladite surface lors de la fermeture de la porte 12. A cette fin, le joint d'étanchéité 26 peut comporter un bord terminal replié 27. Une telle disposition permet, lorsque le four 2 quitte le bac de trempe 10, d'éviter l'apparition de flammes susceptibles de résulter de la combustion de résidus de liquide de trempe présents sur la surface supérieure 23. L'aspect sécuritaire de l'installation de traitement thermique conforme à l'invention se trouve ainsi renforcé.
Le bac de trempe 10 comporte également au moins une pièce de butée 30 montée de manière fixe sur la surface supérieure 23 à une position appropriée pour qu'un bord extrême 31 de la porte 12 vienne en appui contre ladite pièce de butée 30 en position de fermeture complète de l'ouverture 11, ce qui permet le déverrouillage des moyens d'accrochage/décrochage 15 lors du déplacement relatif en éloignement du four 2 relativement au bac de trempe 10. Tel que montré à la figure 3, l'installation de traitement 1 comporte avantageusement deux pièces de butée 30.
Il est bien entendu que les ergots de verrouillage 20 sont tarés de sorte que le doigt d'accrochage 16 peut s'engager dans le siège de réception 17 lors du déplacement relatif du four et du bac de trempe et est maintenu dans cette position d'engagement pour déplacer la porte 12 tout en autorisant le dégagement de ce doigt 16 du siège 17 quand le four s'éloigne du bac de trempe et la porte vient en appui contre les pièces de butée 30.
Dans les exemples de réalisation montrés aux figures 1 à 6, le four 2 est mobile, alors que le bac de trempe 10 est fixe. Bien évidemment, ceci n'est qu'un exemple préférentiel de réalisation, l'installation de traitement thermique 1 conforme à l'invention pouvant comporter un bac de trempe 10 mobile et un four 2 fixe, ou encore une association d'un four 2 mobile avec un bac de trempe 10 également mobile.
Le fonctionnement d'une installation de traitement thermique conforme à l'invention est le suivant.
De manière avantageuse, le four 2 comportant la charge 4 à transférer dans le bac de trempe 10 est mobile et est dirigé, à partir de la position montrée aux figures 1 et 3, par des moyens appropriés de déplacement (non représentés aux figures) dans la direction F vers ledit bac de trempe 10. Bien évidemment, au préalable, le four 2 a été correctement aligné avec le bac de trempe 10 pour que, à l'issue du déplacement selon la flèche F, les ouvertures 3 et 11 viennent en regard l'une de l'autre tel que cela est montré aux figures 2 et 4.
Au cours du déplacement du four 2 selon la direction F, le doigt d'accrochage 16 vient progressivement s'engager dans le siège de réception 17 (figure 6) jusqu'à l'atteinte de la position de verrouillage permettant l'accrochage de la porte 12 avec le four 2 par l'intermédiaire des moyens d'accrochage/décrochage 15. A partir de cette position d'accrochage, la porte 12 étant initialement fermée, tout déplacement ultérieur du four 2 selon la direction F va entraíner l'ouverture progressive de la porte 12 par coulissement de la porte 12 et déplacement des patins 24 dans les glissières 25 jusqu'à l'alignement complet des ouvertures 3 et 11. Dans cette position finale, la porte 12 est complètement ouverte tel que cela est montré aux figures 2 et 4, la charge 4 pouvant être alors transférée dans le bac de trempe 10.
Lorsque l'opération de traitement proprement dite est terminée, la charge 4 est extraite du bac de trempe 10 et réintroduite dans le four 2. Par la suite, le four 2 est déplacé selon une direction opposée à la direction F, ce qui provoque la fermeture de la porte 12, puisque cette dernière est toujours rendue solidaire du déplacement du four 2 par l'intermédiaire des moyens d'accrochage/décrochage 15 qui sont toujours verrouillés. Lorsque la porte 12 atteint la position de fermeture totale montrée à la figure 5 notamment, le bord extrême 31 vient en appui contre les pièces de butée 30, ce qui provoque le déverrouillage des moyens d'accrochage/décrochage, le doigt 16 étant extrait du puits de réception 17 par le déplacement subséquent du four 2. Au cours de ce déplacement en direction de la position de fermeture de la porte 12, le joint d'étanchéité métallique 26 assure le raclage de la surface supérieure 23 du bac de trempe 10 au voisinage de l'ouverture 11, ce qui évite l'éventuelle combustion de résidus de liquide de trempe éventuellement présents sur ladite surface supérieure 23.
Le procédé de traitement thermique d'une charge conforme à l'invention met en oeuvre au moins un four de traitement ayant une ouverture et au moins un bac de trempe ayant également une ouverture susceptible d'être associée à une porte, lesdites ouvertures étant agencées relativement l'une à l'autre pour que par déplacement relatif du four et/ou du bac de trempe, lesdites ouvertures viennent respectivement en regard l'une par rapport à l'autre en vue d'assurer ultérieurement le transport de la charge du four vers le bac de trempe ou inversement.
Selon l'invention, le procédé consiste à assurer le déplacement relatif du four et du bac et à utiliser l'énergie résultante de ce déplacement relatif pour assurer le déplacement de la porte 12.
Tel que cela a été décrit précédemment, le procédé de traitement thermique conforme à l'invention consiste avantageusement à assurer le déplacement du four en direction ou en éloignement du bac de trempe 12 pour que la porte 12 soit actionnée ou engagée par le four 2, en l'occurrence par le doigt d'accrochage 16, puis déplacée lors du déplacement subséquent du four 2.
Le procédé consiste alors à assurer l'ouverture ou la fermeture de la porte 12 du four 2, lors du déplacement du four 2, respectivement en direction, et en éloignement du bac de trempe 10.
Avantageusement, lors de la fermeture de la porte 12, on utilise son déplacement pour assurer le raclage de la surface supérieure 23 comprenant l'ouverture 11 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité métallique 26 solidaire de ladite porte 12.
L'installation et le procédé de traitement thermique conforme à l'invention présente donc une conception et un fonctionnement particulièrement simple, puisque ne mettant en oeuvre aucun dispositif particulier d'entraínement et de commande de l'ouverture/fermeture de la porte, seule la quantité de mouvement résultant du déplacement relatif du four 2 et du bac de trempe 10 étant utilisée pour assurer le déplacement de la porte 12. Par ailleurs, les moyens d'accrochage/décrochage 15 mis en oeuvre sont particulièrement robustes et simples à réaliser et à monter, et ne nécessitent l'adjonction d'aucune source énergétique extérieure. Accessoirement, l'aspect sécuritaire de l'installation est renforcé en diminuant les risques éventuels de combustion résultants de projections du liquide de trempe grâce au nettoyage et raclage de la surface supérieure 23 du bac de trempe 12.

Claims (10)

  1. Installation de traitement thermique d'une charge (4) à traiter comportant au moins un four (2) ayant une ouverture (3), et au moins un bac de trempe (10) ayant également une ouverture (11) susceptible d'être associée à une porte (12), lesdites ouvertures (3, 11) étant agencées de telle sorte que, par déplacement relatif du four (2) et/ou du bac de trempe (10), leurs ouvertures respectives (3, 11) viennent sensiblement en regard l'une par rapport à l'autre, en vue d'assurer le transfert de la charge (4) du four (2) vers le bac de trempe (10) ou inversement, caractérisée en ce qu'elle comprend :
    des moyens d'accrochage/décrochage (15) disposés en partie sur le four (2) et en partie sur la porte (12) et destinés à occuper d'une part une position d'accrochage dans laquelle ils coopèrent pour accrocher ensemble le four (2) et la porte (12), et d'autre part une position de décrochage dans laquelle le four (2) et la porte (12) sont décrochés l'un de l'autre, lesdits moyens étant prévus pour permettre, en position d'accrochage, le déplacement de la porte (12) de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture et/ou inversement lors du déplacement relatif du four (2) et du bac de trempe (10).
  2. Installation de traitement thermique selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens d'accrochage/décrochage (15) sont des moyens auto-déclencheurs à verrouillage et déverrouillage automatique.
  3. Installation de traitement thermique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que les moyens d'accrochage/décrochage (15) comprennent un organe mâle (16) et un organe femelle (17) agencés respectivement sur le four (2) et sur la porte (12) ou inversement.
  4. Installation de traitement thermique selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'organe mâle (16) est formé par un doigt d'accrochage solidaire du four (2) et l'organe femelle (17) par un puits de réception solidaire de la porte (12).
  5. Installation de traitement thermique selon la revendication 4 caractérisée en ce que le doigt d'accrochage (16) comprend au moins un siège de réception (18) ménagé à sa périphérie, et le puits de réception (17) comporte au moins un ergot de verrouillage (20) monté élastiquement mobile et destiné à venir engager le siège de réception (18) pour verrouiller en position le doigt d'accrochage (16) dans le puits de réception (17).
  6. Installation de traitement thermique selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la porte (12) comporte un joint d'étanchéité métallique (26) monté en position d'affleurement avec la surface supérieure du bac de trempe (10) pour assurer le raclage de ladite surface lors de la fermeture de la porte (12).
  7. Procédé de traitement thermique d'une charge mettant en oeuvre au moins un four de traitement ayant une ouverture et au moins un bac de trempe ayant une ouverture susceptible d'être associée à une porte, lesdites ouvertures étant agencées de telle sorte pour que, par déplacement relatif du four et/ou du bac de trempe, leurs ouvertures respectives viennent sensiblement en regard l'une par rapport à l'autre, en vue d'assurer le transfert de la charge du four vers le bac de trempe
       ou inversement, caractérisé en ce qu'il consiste :
    à assurer le déplacement relatif du four et du bac de trempe,
    et à utiliser l'énergie résultant de ce déplacement relatif pour assurer le déplacement de la porte.
  8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il consiste à assurer le déplacement du four en direction ou en éloignement du bac de trempe pour que la porte du bac de trempe soit actionnée par le four puis déplacée lors du déplacement subséquent du four.
  9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il consiste à assurer l'ouverture ou la fermeture de la porte du four, lors du déplacement du four, respectivement en direction ou en éloignement du bac de trempe.
  10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce qu'il consiste, lors de la fermeture de la porte, à assurer le raclage de la surface du bac de trempe comprenant l'ouverture par un joint métallique solidaire de la porte.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT167102B (de) * 1949-06-20 1950-11-10 Elektrowaermebau Ing Josef Ebn Vorrichtung zum Glühen und Vergüten von Stangen, Profilen und Rohren aus Eisen und Nichteisenmetallen
EP0023546A1 (fr) * 1979-06-15 1981-02-11 Dr. Werner Herdieckerhoff, Nachfolger Industrieöfen - Apparatebau Procédé et dispositif pour l'affinage de la structure et/ou de la surface de métaux
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