EP3453462A1 - Tambour pour application d'un revêtement anticorrosion par trempé-centrifugé sur pièces en vrac, et notamment pour application d'un revêtement anticorrosion en phase aqueuse - Google Patents

Tambour pour application d'un revêtement anticorrosion par trempé-centrifugé sur pièces en vrac, et notamment pour application d'un revêtement anticorrosion en phase aqueuse Download PDF

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Publication number
EP3453462A1
EP3453462A1 EP18193929.9A EP18193929A EP3453462A1 EP 3453462 A1 EP3453462 A1 EP 3453462A1 EP 18193929 A EP18193929 A EP 18193929A EP 3453462 A1 EP3453462 A1 EP 3453462A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
parts
bulk
flanges
centrifugation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18193929.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Denis Begue
Richard GERY
Yan LAHAYE
Laurent SCHITTER
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.)
NOF Metal Coatings Europe
Original Assignee
NOF Metal Coatings Europe
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 NOF Metal Coatings Europe filed Critical NOF Metal Coatings Europe
Publication of EP3453462A1 publication Critical patent/EP3453462A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/04—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material with special provision for agitating the work or the liquid or other fluent material
    • B05C3/08—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material with special provision for agitating the work or the liquid or other fluent material the work and the liquid or other fluent material being agitated together in a container, e.g. tumbled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/025—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the objects or work being present in bulk
    • B05B13/0257—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the objects or work being present in bulk in a moving container, e.g. a rotatable foraminous drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/09—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material for treating separate articles
    • B05C3/10—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material for treating separate articles the articles being moved through the liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/04—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work the liquid or other fluent material flowing or being moved through the work; the work being filled with liquid or other fluent material and emptied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2258/00—Small objects (e.g. screws)

Definitions

  • the present invention is part of the technical field of the protection of metal parts, by anticorrosive chemical treatment.
  • It relates in particular to a drum for applying anticorrosive coating by dipping-centrifuged on small parts arranged in bulk, such as automotive hardware parts.
  • the quenched centrifugation consists of immersing loose pieces in a bath containing a treatment agent and then spinning them by centrifugation in a drum rotating at high speed.
  • This centrifugation step must eliminate the volumes of anticorrosion coating (eg an aqueous coating) in excess on the surface of the parts.
  • anticorrosion coating eg an aqueous coating
  • it is particularly relevant for a typology of metal parts having grooves or hollow impressions in which the surface treatment agent is likely to accumulate.
  • Machines for this purpose have cylindrical drums with a horizontal axis, which are used both for soaking in the anticorrosive coating bath and for the dewatering step.
  • a cylindrical drum may comprise on the one hand a cylindrical body pierced (grid or sheet pierced with a multitude of holes) and on the other hand, at one and the other of its two ends, full flanges which ensure the mechanical maintenance of the drum, and its rotational mounting in the machine.
  • a mechanism of the machine allows to bring the drum and the treatment bath, so that the drum is immersed in the latter for a predetermined duration.
  • the drum leaves the treatment bath and is then rotated at high speed on its axis. These operations are typically conducted at room temperature.
  • a horizontal-axis drum is particularly advantageous for this quench-centrifuged cycle, in particular for parts having hollow cavities, since this improves the emptying of the hollow cavities during the centrifugation stage and allows better mixing of parts.
  • the drum is driven in slow rotation and the pieces are found alternately in motion in the volume of product and moving out of this volume. This limits the accumulation of coating on the surface of the parts and removes the air bubbles present in the hollow impressions, compared to an immersion where the drum is positioned along a vertical axis and where each piece is immersed in the product throughout of the immersion stage.
  • a volume of anticorrosion coating in aqueous phase (as opposed to a volume in solvent phase), such as GEOMET®, is advantageous in terms of environmental performance and odor reduction at the treatment sites.
  • the chemical compound providing the anticorrosion properties, such as zinc, is then dissolved in water.
  • the depositor has set up an extraction of air in the enclosure which receives the tank filled with coating and the drum, making sure that there is circulation of fluid inside the drum. This solution proved to be totally ineffective and did not achieve the expected quality levels in the field for this type of room.
  • the present invention aims in particular to overcome this lack of the prior art.
  • a drum for the dip-centrifuged application of a coating in aqueous phase on the surface of bulk parts including the two lateral flanges (faces orthogonal to the axis of rotation of the cylindrical body, and which close the body) are provided with numerous regular perforations allowing better air circulation during centrifugation, to limit the humidity of the air within the drum body. These perforations are distributed over a portion of the outer surface or over the entire outer surface of the cylindrical body and the flanges.
  • This device is adapted to integrate on standard-type quenched-centrifuged bulk treatment lines, in place of known quench-centrifuged drums such as the drum shown in FIG. figure 2 , comprising a cylindrical body 2 closed by two flanges 3 substantially planar, not perforated on their outer surface.
  • This solution takes advantage of the air movements already existing around the drum during the centrifugation step, at the level of the flanges of the basket, by allowing air currents to enter through the perforations formed in said flanges, and to reduce the relative humidity within the drum.
  • the invention relates to a centrifuge drum for receiving a multitude of bulk parts and adapted to perform the dipping-centrifuged application of a coating on the surface of the bulk parts, comprising a cylindrical drum body with a multitude of perforations and admitting an axis of rotation, and comprising two lateral flanges closing the cylindrical body, each of these flanges having at least one zone pierced with a multitude of perforations.
  • the pierced zone or zones of a lateral flange extend over at least 50% of the surface of the flange.
  • the non-pierced zone or zones of a flange represent less than 40%, or even preferably less than 30% of the total surface thereof.
  • the density of perforations (the ratio between the surface which has been removed from the material of the flanges to form the perforations, and the total surface of the flanges before perforation) may be greater than 40%.
  • a material of the flanges of the drum body may be perforated metal sheet, or alternatively, be a metal grid.
  • the perforations of the flanges are substantially of the same size, and the width of the perforations made is between 2.5 and 3 millimeters.
  • the flanges may also be provided with flow direction vanes. air surrounding the flanges, a fin comprising a fin surface forming a non-zero angle with the flange surface, as well as an air inlet opening.
  • the two flanges are provided with fins.
  • a finned flange is divided into two half-disc shaped areas, a first half-disc in which the fins are oriented in a certain direction, and a second half-disc in which the fins are oriented. in the opposite direction.
  • the volume inside the cylindrical drum body and the flanges is separated into two chambers that can be loaded and unloaded independently of one another.
  • the invention is directed to a dip-centrifuged machine comprising a quenched-centrifuged drum of the invention, as well as a tank for liquid coating of dimensions allowing the drum to be introduced therein, and mechanical elements. allowing the drum to move relative to the bowl and rotating the drum about its axis.
  • a dip-centrifuged processing machine comprises in particular the following elements: a tank 5 of parallelepipedal shape, adapted to contain a volume of anti-corrosion coating in aqueous phase such as GEOMET®, and a drum 1, of axis of rotation A, whose dimensions are adapted to be able to enter completely into the tank 5.
  • a mechanical assembly 8 called drum rocker, including including grippers which allow to grasp the axis A of the drum 1 by the sides on the axis A.
  • the drum rocker moves the drum 1 to vary its position within the machine quenched-centrifuged treatment.
  • the drum 1 can be suspended by its axis of rotation A, or be arranged on a drum support 7 not present on the figure 3 , which will be described below.
  • the tank 5 comprises a parallelepipedal container 50, open on its upper face.
  • the container 50 may contain a volume of coating to be applied to bulk parts. It can also contain the whole drum 1, if the latter is placed inside.
  • the cover 51 can be in the closed position to close the upper face of the container 50, or, as is the case on the figure 3 , in open position.
  • the axis A of the drum 1 can be grasped by the rocker 8 to move the drum 1 between a first loading position / unloading parts, and a second immersion position where the drum 1 is suspended above the tank 5
  • the steps of relative movement of the drum 1 and the tank 5 will be described below in connection with the Figures 8A to 8I .
  • the Figures 4 to 6 represent the quenched-centrifuged drum 1 of the figure 3 , resting on a drum stand 7. On the Figures 4 to 6 the drum 1 is not in the dip-centrifuged processing machine.
  • the drum 1 comprises a cylindrical body 2 and flanges 3 which close the cylindrical body 2 on the sides to form a closed cylinder admitting the axis A as axis of rotation. In all these figures, the drum 1 is in a position such that the axis A is parallel to the horizontal.
  • the cylindrical body 2 and the flanges 3 are here made of perforated stainless steel sheet of quality V2A.
  • the axis A of symmetry of revolution of the side wall 2 is an axis of rotation of the drum 1.
  • the element 70 visible on the figures 4 and 5 willing on the axis A of rotation of the drum 1, is a toothed cylinder, which can couple with a rotation motor, in particular for the rotation of the drum during the loading / unloading of parts phase and for the rotation of the drum during the phase centrifugation.
  • the element disposed on the other side of the drum 1 on the axis A, symmetrically to the toothed cylinder, is a frustoconical guide axis, which can be positioned in a bearing.
  • the elements 70 make it possible to control the rotation and the fixing of the drum 1.
  • the drum 1 rotates at a high speed about its axis of rotation A. which is preferably in a horizontal position.
  • the two flanges 3 are on a major part of their surface (that is to say on at least 50% of their surface, preferably at least 60%, and even more preferably, at least 70%) pierced with a multitude of perforations. . These perforations are for example of dimensions and distributions identical to those present on the cylindrical body 2.
  • the perforated areas 30 of the flanges 3 correspond to the volumes of the interior of the cylindrical body 2 which are intended to contain the parts during the immersion, dewatering and centrifugation steps, namely two chambers 6a and 6b (described in FIG. relationship to figure 7 below).
  • the unperforated zones 31 of the flanges 3 correspond, for their part, to the volumes of the inside of the cylindrical body 2 which serve to load parts inside the drum 1, and which do not contain parts during these three steps. times the volume of the closed drum.
  • cylindrical body 2 and the flanges 3 are here made of corrugated metal sheet. Said undulations are regular and in the form of circular arcs. Under the effect of these corrugations, on the cylindrical body 2, the depth of the wall varies radially, and on the flanges 3 the depth of the wall varies in the direction orthogonal to the flanges (direction parallel to the axis A).
  • the cylindrical body 2 and / or the flanges 3 could be formed of a metal grid. It would be important here to provide a distance between the grid bars that allows the mechanical strength of loose parts arranged inside the drum 1, taking into account the possible small dimensions of these parts. However, the grid must also be sufficiently porous to pass the volume of liquid coating contained in the tank 5 inside the drum 1 during a quench-centrifuged cycle.
  • Each of the perforations made in the corrugated sheet of the cylindrical body 2 and the flanges 3 is small: fifteen millimeters in length, and three millimeters in width.
  • the width of the perforations may be between 2.5 and 3 millimeters.
  • the size of the perforations must make it possible to guarantee sufficient mechanical strength of the drum 1, to ensure good air circulation within the drum and good evacuation of the excess coating after the soaking step, and must not not generate a risk of blockage in the drum walls of small parts treated. With the dimensions of the perforations made here, it is possible to treat M4 - M5 screw diameters without the risk of jamming them in the walls. A higher perforation width would increase this risk of jamming.
  • the perforations formed in the walls of the drum 1 are in the shape of a semicircle, but they may alternatively be disk-shaped, or any other form that can be made without difficulty of excessive manufacture on a sheet.
  • the entire cylindrical body 2 consists of perforated plate, and the entire surface of the flanges 3 is perforated (surface 30) excluding the immediate vicinity of the ends of the shaft, and for each of the flanges 3, excluding the two symmetrical surfaces 31 which correspond to the coin loading spaces.
  • the perforations are here distributed in parallel lines with respect to each other, firstly on the cylindrical body 2, and secondly on each of the flanges 3.
  • a line of perforations may for example be placed on each embossing of the corrugated sheet forming the cylindrical body 2 and the flanges 3, so that the perforations are aligned with the corrugations of the sheet.
  • the perforations could be distributed according to any other geometry that would not induce an excessive manufacturing difficulty of the walls of the drum.
  • the perforations could be distributed radially in concentric circles around the axis A.
  • the perforations made in the cylindrical body 2 and in the flanges 3 are very close to allow air currents to enter at all levels of said walls, during the rotary movement of the drum 1 about its axis A.
  • the distance maximum between two consecutive perforations on each perforation line is less than the maximum dimension of the perforations, namely fifteen millimeters, so as to form a dense network of perforations.
  • a density of perforations ratio of the surface removed to form all the perforations of the flanges 3, on the surface of the flanges 3 before perforations is greater than 40%.
  • the flanges 3 also have fins 4 of air flow orientation.
  • the fins 4 encourage the circulation of air on the sides of the drum during centrifugation.
  • Each of the fins 4 visible in figure 5 comprises a fin surface 40 formed of a metal plate (solid or perforated).
  • a fin 4 is here welded to a flange 3 so as to produce this surface 40 with a non-zero angle relative to the flange 3, preferably with an acute angle of the order of 5 to 45 degrees.
  • the fin is folded on two sides, and the two sides thus folded (for example with an angle of 90 degrees relative to the fin surface 40) are also welded to the flange 3.
  • This fin structure 4 forms an air intake opening 41, substantially rectangular, which is even larger than the angle between the fin surface 40 and the flange 3 is of high measurement.
  • other configurations of fins 4 giving rise to air intake openings 41 capable of bringing air into the drum 1 during centrifugation could be envisaged.
  • the two flanges 3 of the drum 1 are provided with fins 4.
  • each of said half-discs may comprise three fins 4.
  • the three fins 4 are oriented so that their air intake opening 41 is directed to the left of the figure.
  • the three fins 4 ' (which are not all visible because hidden by a support drum) are oriented so that their air intake opening 41' is directed to the right on the Fig.
  • sets of fins 4 and 4 'respectively disposed on one and the other of the flanges 3 may be configured to allow air inlet respectively when the drum 1 rotates clockwise, and when it rotates in the direction counterclockwise.
  • the volume contained inside the cylindrical body 2 and the flanges 3 is divided into two chambers 6a and 6b not communicating with each other, these two chambers being designed in a completely symmetrical manner.
  • the elements of the drum 1 for loading and unloading these chambers 6a and 6b.
  • the chamber 6a is in an open position, that is to say that it is possible to load parts through an opening 60a. This is due to the position of the door 61a, mounted in rotation about the axis A '. Indeed, the door 61a is in a position where the partition 63a, integral with the door 61a, does not obstruct the opening 60a. On the other hand, it is not possible, in the position illustrated by the figure 6 , to load coins in room 6b.
  • the door 61b is, on the figure 6 , in a position in rotation about its axis A "which is such that the opening 60b is obstructed by the partition 63b.
  • the arcuate walls 62a and 62b, they are fixed and permanently delimit the corresponding space to the chambers 6a and 6b, it is therefore the rotation of the doors 61a and 61b around their axes A 'and A ", both parallel to the axis A of the drum, which makes the chambers 6a and 6b are in the position of loading / unloading or in closed position.
  • the latter must remain closed during the parts immersion, dewatering and centrifugation steps, but must be open, consistent with the position of the drum 1, during the loading and unloading of parts.
  • FIG. 7 A complete anticorrosion treatment cycle of bulk metal parts, in a particular embodiment, is shown in block diagram form. figure 7 .
  • the drum support 7 is not included in the space of the dip-centrifuged processing machine.
  • the drum 1 can for example be positioned in the space of the processing machine with its support 7, then be suspended to stay in the space of the processing machine while the support 7 is removed from the machine.
  • the drum 1 is thus in the position illustrated by the figure 8A , where it is suspended by its axis A.
  • the tank 5 is in the low position, its cover 51 closed on its tank body 50.
  • a first loading step 100 loose pieces 10 are loaded first in the chamber 6a, then in the chamber 6b.
  • the drum 1 does not change position relative to the tank 5.
  • the drum 1 is rotated about its axis A.
  • the drum 1 is first rotated so that the opening 60a is turned upwards. Then the door 61a goes into a position where the opening 60a is no longer obstructed, to allow to load parts 10 in the chamber 6a, after which the assembly is in the position of the Figure 8B . Then the drum 1 rotates to a position where the opening 61b is directed upwards, and the same operations are implemented to load parts in the chamber 6b, after which the assembly is in the position of the Figure 8C .
  • step 200 of immersion The drum 1 is driven by the tongs of the rocker 8 to be transferred above the tank 5.
  • the lid 51 has previously been opened, so that the drum is suspended above the free top opening of the bowl body 50. The whole is in the position of the figure 8D .
  • the tank 5 is raised to an intermediate position, higher than its lower position of the step 100, and the cover 51 is closed so as to enclose the drum 1 in the volume created by the tank body 50 and the cover 51.
  • the tank 5 is placed on a lift support (or elevator) operated manually or automatically so that its vertical position can be controlled.
  • the whole is in the position of the figure 8E .
  • the tank 5 is mounted by the lifting support to a third impregnation position, higher than the intermediate position (the drum 1 remaining fixed).
  • the drum 1 is then immersed in the coating volume.
  • the drum 1 is left, preferably under slow rotation of 1 to 10 revolutions / minute, within the coating volume, for a predetermined time, for example for 10 to 60 seconds.
  • the drum could also be left immobile when the parts 10 are immersed. In this case, only the parts of one of the two chambers inside the drum 1 are impregnated.
  • the liquid coating then enters the coin treatment compartment through the perforations made in the side wall 2 and the front walls 3, until reaching the surface of the workpieces.
  • aqueous phase liquid coating bath such as lamellar zinc in solution in water.
  • This type of product is less harmful to the environment, and it is easier to dispose of liquid coating residues or to reuse them after a dip-centrifuged cycle. In addition, it causes less unpleasant odors for people working in the facilities.
  • step 300 the pieces 10 are drained. This dripping lasts from 0 to 60 seconds (so it is optional).
  • the drum is carried to the position illustrated by the figure 8F : while the drum 1 remains held in a fixed position by a motor assembly and bearing fixed on the axis A of the drum 1, the tank 5 is lowered back to its intermediate position of the step 200.
  • centrifugation step 400 executed while the assembly is still in the position illustrated by the figure 8F .
  • the drum 1 is then rotated at high speed around its axis of rotation A.
  • the centrifugation speed is significantly higher than the drum speed during immersion: it can rise for example between 150 and 400 revolutions /minute.
  • the advantages for good centrifugation of a drum 1 as described above, provided with regular perforations on all its walls and airflow orientation fins on the end walls 3, have already been discussed above.
  • the movement of the drum 1 spontaneously generates air flows around the body of the drum 1, without it being necessary to install near the drum 1 an additional blowing member. In particular, air is moved perpendicularly to the axis of rotation A, in the vicinity of the side wall 2, and over the entire surface of the front walls 3.
  • the air thus set in motion can not only rush into the perforations of the walls of the drum and come out of it, but can also be driven by the profile 40 of the fins 4 and penetrate into the drum. part of the coin treatment chamber through the apertures 41 of the fins 4.
  • a greater turnover of the air within the coin treatment chamber is generated than with a device of FIG. the prior art as presented in figure 2 .
  • the solution presented here has been shown to be effective in limiting moisture within the drum, and it has been observed that the excess coating is more effectively removed with better end results, namely a more uniform anticorrosive coating layer. end of treatment, better controlled thickness.
  • the scrap rate obtained with this configuration namely the rate of parts deemed non-compliant at the end of the cycle because having anticorrosive coating thicknesses, is equivalent to the scrap rate obtained with conventional centrifugation where the drum is placed with a spindle axis. substantially vertical rotation (it is recalled that the latter configuration is considered less advantageous for emptying the cavity hollow impressions, and for a good mixing of parts).
  • the centrifugation step 400 is for example divided into three successive sub-stages of centrifugation first in a clockwise rotation of the drum 1, then in the counterclockwise direction and finally again clockwise. The position of the drum is not changed between these three steps.
  • Each of the centrifugation substeps lasts between 10 and 60 seconds.
  • the unloading 500 can begin.
  • the lid 51 is first opened and the tank 5 returns to the same lower position as before step 100. Due to the vertical movement of the tank 5 and its opening, the drum 1 is suspended from the tank 5. The whole is in the position illustrated by the figure 8G .
  • each piece must have a thin layer of coating, which should give after drying and baking a layer weight greater than 12 g / m 2 for the dry coating.
  • the anticorrosive treatment is not finalized at this stage because the coating has to be cured and go completely into the solid state.
  • the drum is rebasculé by the clamps of the rocker 8 not to be suspended above the tank 5. Then that of the two chambers 6a and 6b which is the lowest, namely on the figure 8H the chamber 6a is discharged from its parts, the door 61a being rotated to release the opening 60a and drop the loose parts 10 after treatment. We then reach the state of the system which is represented on the figure 8H . Finally, in a sub-step 500d, the same operations are repeated to empty the chamber 61b, so that the system reaches the state shown in FIG. figure 8I .
  • a standard cycle may advantageously comprise final steps of drying the parts after centrifugation, for example at a temperature of the order of 70.degree. C., which allows a first evaporation of the liquid content of the coating, then of cooking 700, for example in an oven, at a much higher temperature, for example at a temperature of the order of 300 ° C.
  • the device described above, and the associated anticorrosive treatment process have proved to be able to deal with the starting problem, namely to obtain satisfactory results on the parts after treatment and in particular on the hollow impressions parts which are more ready to present excess cladding after treatment, using an anticorrosion coating in aqueous phase.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

L'invention concerne un tambour de centrifugation (1) destiné à recevoir une multitude de pièces en vrac et adapté pour réaliser, par trempé-centrifugé, l'application d'un revêtement anticorrosion en phase aqueuse sur la superficie desdites pièces, comprenant un corps cylindrique de tambour (2) avec une multitude de perforations et admettant un axe de rotation (A), et deux flasques latéraux (3) fermant le corps cylindrique (2), chacun de ces flasques latéraux présentant au moins une zone percée (30) d'une multitude de perforations.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION ET ETAT DE LA TECHNIQUE
  • La présente invention s'inscrit dans le domaine technique de la protection de pièces métalliques, par traitement chimique anticorrosion.
  • Elle concerne notamment un tambour pour application de revêtement anticorrosion par trempé-centrifugé sur des pièces de petite taille disposées en vrac, comme par exemple des pièces de visserie destinées à l'automobile.
  • Elle trouve en particulier avantageusement application dans le cas d'un revêtement en phase aqueuse.
  • De manière connue, le trempé-centrifugé consiste à immerger des pièces disposées en vrac dans un bain contenant un agent de traitement, puis à les essorer par centrifugation dans un tambour tournant à grande vitesse. Cette étape de centrifugation doit permettre d'éliminer les volumes de revêtement anticorrosion (par exemple un revêtement en phase aqueuse) en excès sur la surface des pièces. Elle est notamment particulièrement pertinente pour une typologie de pièces métalliques présentant des sillons ou des empreintes creuses dans lesquels l'agent de traitement de surface est susceptible de s'accumuler.
  • On connait déjà à cet effet des machines comportant des tambours cylindriques à axe horizontal, qui sont utilisés à la fois pour le trempage dans le bain de revêtement anticorrosion et pour l'étape d'essorage. Un tel tambour cylindrique peut comporter d'une part un corps cylindrique percé (grille ou tôle percée d'une multitude de trous) et d'autre part, à l'une et l'autre de ses deux extrémités, des flasques pleins qui assurent le maintien mécanique du tambour, ainsi que son montage en rotation dans la machine.
  • Une fois les pièces à traiter (vis, écrous, ressorts...) mises en place en vrac dans le tambour, un mécanisme de la machine permet de rapprocher le tambour et le bain de traitement, de sorte à ce que le tambour soit immergé dans ce dernier pendant une durée prédéterminée.
  • Après cette étape de trempage, le tambour sort du bain de traitement, puis est entraîné à grande vitesse en rotation sur son axe. Ces opérations se déroulent classiquement à température ambiante.
  • On notera ici que l'utilisation d'un tambour à axe horizontal est particulièrement avantageuse pour ce cycle de trempé-centrifugé, notamment pour des pièces présentant des empreintes creuses, car cela améliore le vidage des empreintes creuses lors de l'étape de centrifugation et permet un meilleur brassage des pièces. De plus, avec un axe de tambour horizontal, lors de l'étape d'immersion des pièces dans le volume de revêtement, le tambour est entraîné en rotation lente et les pièces se retrouvent alternativement en mouvement dans le volume de produit et en mouvement hors de ce volume. Cela limite l'accumulation de revêtement à la surface des pièces et supprime les bulles d'air présentes dans les empreintes creuses, comparativement à une immersion où le tambour est positionné selon un axe vertical et où chaque pièce est immergée dans le produit tout au long de l'étape d'immersion.
  • Par ailleurs, il est connu de l'homme du métier que l'utilisation d'un volume de revêtement anticorrosion en phase aqueuse (par opposition à un volume en phase solvantée), comme le GEOMET®, est avantageuse en termes de performance environnementale et de réduction des odeurs sur les sites de traitement. Le composé chimique assurant les propriétés anticorrosion, comme du zinc, est alors mis en solution dans l'eau.
  • Le déposant a cependant observé que dans le cas d'un traitement anticorrosion en phase aqueuse, il était difficile d'obtenir les poids de couche de revêtement requis en surface des pièces, du fait d'une humidité trop importante de l'air au sein du tambour le long du cycle. Une solution simple pour augmenter les poids de couche obtenus consiste à réduire la vitesse de rotation du tambour lors de l'étape de centrifugation. Or, une vitesse moindre de centrifugation donne lieu à des défauts d'uniformité sur la couche de revêtement appliqué, avec des accumulations de produit en certaines zones de la surface des pièces (bavures dans la longueur des vis par exemple). Ces surépaisseurs, qui forment des génératrices sur la longueur des vis, restent observables après une étape de cuisson des pièces, à l'issue de laquelle le film anticorrosion est sec sur les pièces. La figure 1a représente une pièce de visserie donnant à voir de tels défauts, notamment entre les filetages de la vis. Par comparaison, la figure 1b représente le même type de pièce exempte de tels défauts de surface.
  • Pour tenter de résoudre cette problématique de défauts de surface à l'issue du cycle, le déposant a mis en place une extraction d'air dans l'enceinte qui reçoit la cuve remplie de revêtement et le tambour, en veillant à ce qu'il y ait circulation de fluide à l'intérieur du tambour. Cette solution s'est avérée totalement inefficace et n'a pas permis d'atteindre les niveaux de qualité attendus dans le domaine pour ce type de pièce.
  • Il a également été tenté de mettre en place une extraction d'air localisée autour du panier, sur le capot de la cuve, pendant l'étape de centrifugation. Aucune amélioration substantielle n'a été constatée. Enfin, des essais consistant à modifier les couples de valeurs humidité/température au sein du tambour n'ont pas non plus donné satisfaction.
  • Il existe donc toujours un besoin - non couvert par l'état de la technique - d'une solution permettant d'atteindre une grande qualité de pièces dans le cas d'un revêtement anticorrosion en phase aqueuse et d'une centrifugation au moyen d'un tambour dont l'axe est positionné horizontalement lors de la centrifugation.
    • PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
  • La présente invention vise notamment à pallier ce manque de l'art antérieur.
  • Elle propose à cet effet un tambour pour l'application par trempé-centrifugé d'un revêtement en phase aqueuse sur la surface de pièces en vrac, dont les deux flasques latéraux (faces orthogonales à l'axe de rotation du corps cylindrique, et qui referment ledit corps) sont dotés de nombreuses perforations régulières permettant une meilleure circulation de l'air lors de la centrifugation, pour limiter l'humidité de l'air au sein du corps de tambour. Ces perforations sont réparties sur une partie de la surface externe ou sur toute la surface externe du corps cylindrique et des flasques.
  • Ce dispositif est adapté pour s'intégrer sur des lignes de traitement de pièces en vrac par trempé-centrifugé de type standard, en lieu et place des tambours de trempé-centrifugé connus tels que le tambour représenté en figure 2 , comprenant un corps cylindrique 2 fermé par deux flasques 3 sensiblement plans, non perforés sur leur surface externe.
  • Le déposant a constaté la bonne efficacité de cette solution simple, qui ne nécessite pas d'installation supplémentaire telle qu'un organe de soufflage d'air disposé autour du tambour. Cette solution tire parti des mouvements d'air déjà existants autour du tambour au cours de l'étape de centrifugation, au niveau des flasques du panier, en permettant de faire rentrer les courants d'air à travers les perforations pratiquées dans lesdits flasques, et de diminuer l'humidité relative au sein du tambour.
  • A cet égard, selon un premier aspect, l'invention concerne un tambour de centrifugation destiné à recevoir une multitude de pièces en vrac et adapté pour réaliser l'application par trempé-centrifugé d'un revêtement sur la surface des pièces en vrac, comprenant un corps cylindrique de tambour avec une multitude de perforations et admettant un axe de rotation, et comprenant deux flasques latéraux fermant le corps cylindrique, chacun de ces flasques présentant au moins une zone percée d'une multitude de perforations.
  • De manière avantageuse mais non limitative, la ou les zones percées d'un flasque latéral s'étendent sur au moins 50% de la surface du flasque. De manière préférentielle, la ou les zones non percées d'un flasque représentent moins de 40%, voire préférentiellement moins de 30% de la surface totale de celui-ci.
  • Avantageusement mais non limitativement, la densité de perforations (le rapport entre la surface qui a été retirée du matériau des flasques pour former les perforations, et la surface totale des flasques avant perforation) peut être supérieure à 40%.
  • Selon des modes de réalisation possibles, un matériau des flasques du corps de tambour peut être de la tôle métallique perforée, ou de manière alternative, être une grille métallique.
  • De manière préférentielle, les perforations des flasques sont sensiblement de même dimension, et la largeur des perforations réalisées est comprise entre 2,5 et 3 millimètres.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et pour concourir à réduire encore l'humidité au sein du compartiment de traitement de pièces pendant une étape de centrifugation, les flasques peuvent également être dotés d'ailettes d'orientation du flux d'air qui environne les flasques, une ailette comprenant une surface d'ailette formant un angle non nul avec la surface de flasque, ainsi qu'une ouverture d'admission d'air.
  • Dans ledit mode, de manière préférentielle, les deux flasques sont dotés d'ailettes.
  • De manière préférentielle, un flasque doté d'ailettes est divisé en deux zones en forme de demi-disques, un premier demi-disque dans lequel les ailettes sont orientées dans un certain sens, et un deuxième demi-disque dans lequel les ailettes sont orientées dans le sens opposé.
  • Selon un mode de réalisation, le volume à l'intérieur du corps cylindrique de tambour et des flasques est séparé en deux chambres pouvant être chargée et déchargée de façon indépendante l'une de l'autre.
  • Selon un deuxième aspect, l'invention vise une machine pour trempé-centrifugé comprenant un tambour pour trempé-centrifugé de l'invention, ainsi qu'une cuve pour revêtement liquide de dimensions permettant au tambour d'y être introduit, et des éléments mécaniques permettant la mise en mouvement du tambour par rapport à la cuve et la mise du tambour en rotation autour de son axe.
  • Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de traitement par trempé-centrifugé de pièces en vrac, comprenant les étapes suivantes :
    • chargement de pièces en vrac à traiter dans un volume à l'intérieur du corps cylindrique et des flasques de tambour,
    • immersion du tambour dans un volume de revêtement liquide contenu dans la cuve,
    • égouttage des pièces en vrac après immersion,
    • centrifugation des pièces en vrac après traitement, par rotation du tambour autour de son axe de rotation étant disposé à l'horizontale, afin de retirer un volume de revêtement en excès à la surface de pièces et d'obtenir une épaisseur de revêtement uniforme sur les pièces après traitement,
    • déchargement des pièces en vrac après centrifugation.
  • Avantageusement, mais facultativement, l'étape de chargement de pièces peut comprendre, si le tambour est pris selon le mode de réalisation exposé ci-avant où son volume est divisé en deux chambres, des étapes intermédiaires de :
    • ouverture d'une première chambre du tambour, et chargement de pièces en vrac, puis fermeture de la première chambre ;
    • changement de position du tambour par rotation autour de son axe de rotation, puis ouverture d'une deuxième chambre du tambour, puis chargement de pièces en vrac et fermeture de la deuxième chambre.
  • De manière avantageuse et facultative, le procédé peut aussi inclure les étapes ultérieures suivantes pour finaliser le traitement des pièces :
    • séchage en four des pièces en vrac après centrifugation, par exemple à une température de 70°C,
    • cuisson des pièces en vrac après séchage, par exemple à une température de 300°C.
    PRESENTATION GENERALE DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en relation avec les figures 1a, 1b et 2 déjà présentées, ainsi que les dessins annexés suivants :
    • La figure 3 représente une machine pour trempé-centrifugé comprenant un tambour selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, une cuve pouvant recevoir un volume de revêtement, et des organes mécaniques pour supporter le tambour et la cuve et les mettre en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre.
    • La figure 4 représente de manière schématique un tambour de trempé-centrifugé de la figure 3.
    • La figure 5 représente de manière schématique le tambour de la figure 4, vu de côté avec un axe de vision rapproché du plan d'un flasque du tambour.
    • La figure 6 donne une vue schématique de côté du tambour de la figure 4, où l'une des deux chambres est en position de chargement de pièces.
    • La figure 7 représente sous forme de blocs fonctionnels les principales étapes d'un procédé de traitement anticorrosion de pièces en vrac par trempé-centrifugé selon un mode de réalisation de l'invention.
    • Les figures 8A à 8I représentent de manière schématique l'ensemble tambour, cuve pour revêtement liquide, support de tambour et ensemble mécanique de déplacement du tambour, le long des différentes étapes du procédé de la figure 7.
    DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
  • Dans tout ce qui va suivre, des éléments de fonction identique représentés sur les différentes figures pourront être désignés avec les mêmes références numériques.
  • On a représenté schématiquement sur la figure 3 une machine de traitement de trempé-centrifugé. Cette machine comprend notamment les éléments suivants : une cuve 5 de forme parallélépipédique, adaptée pour contenir un volume de revêtement anticorrosion en phase aqueuse comme du GEOMET®, et un tambour 1, d'axe de rotation A, dont les dimensions sont adaptées pour pouvoir rentrer entièrement dans la cuve 5. Par ailleurs, on a également représenté sur la figure 3 un ensemble mécanique 8, appelé basculeur tambour, comportant notamment des pinces qui permettent de saisir l'axe A du tambour 1 par les côtés sur l'axe A. Le basculeur tambour permet de déplacer le tambour 1 pour faire varier sa position au sein de la machine de traitement de trempé-centrifugé. Lorsqu'il n'est pas saisi par les pinces du basculeur 8, le tambour 1 peut être suspendu par son axe de rotation A, ou être disposé sur un support de tambour 7 non présent sur la figure 3, qui sera décrit ci-après.
  • La cuve 5 comprend un récipient parallélépipédique 50, ouvert sur sa face supérieure. Le récipient 50 peut contenir un volume de revêtement à appliquer à des pièces en vrac. Il peut également contenir tout le tambour 1, si ce dernier est placé à l'intérieur. Le couvercle 51 peut se trouver en position fermée pour venir fermer la face supérieure du récipient 50, ou bien, comme c'est le cas sur la figure 3, en position ouverte. L'axe A du tambour 1 peut être saisi par le basculeur 8 pour déplacer le tambour 1 entre une première position de chargement/déchargement de pièces, et une deuxième position d'immersion où le tambour 1 est suspendu au-dessus de la cuve 5. Les étapes de mise en mouvement relatif du tambour 1 et de la cuve 5 seront décrites ci-après en relation avec les figures 8A à 8I.
  • Les figures 4 à 6 représentent le tambour pour trempé-centrifugé 1 de la figure 3, reposant sur un support de tambour 7. Sur les figures 4 à 6, le tambour 1 n'est pas dans la machine de traitement par trempé-centrifugé. Le tambour 1 comprend un corps cylindrique 2 et des flasques 3 qui viennent fermer le corps cylindrique 2 sur les côtés pour former un cylindre fermé admettant l'axe A comme axe de rotation. Sur toutes ces figures, le tambour 1 est dans une position telle que l'axe A est parallèle à l'horizontale. Le corps cylindrique 2 et les flasques 3 sont ici en tôle perforée d'acier inoxydable de qualité V2A.
  • L'axe A de symétrie de révolution de la paroi latérale 2 est un axe de rotation du tambour 1. L'élément 70 visible sur les figures 4 et 5, disposé sur l'axe A de rotation du tambour 1, est un cylindre denté, pouvant s'accoupler avec un moteur de rotation, notamment pour la rotation du tambour durant la phase de chargement/déchargement de pièces et pour la rotation du tambour pendant la phase de centrifugation. L'élément disposé de l'autre côté du tambour 1 sur l'axe A, symétriquement au cylindre denté, est un axe tronconique de guidage, pouvant se positionner dans un roulement. Ainsi, les éléments 70 permettent de contrôler la rotation et la fixation du tambour 1. Lors d'un mouvement rotatif du tambour 1, notamment pendant une étape de centrifugation de pièces, le tambour 1 tourne à grande vitesse autour de son axe de rotation A, qui est de préférence en position horizontale.
  • Les deux flasques 3 sont sur une majeure partie de leur surface (c'est à dire sur au moins 50 % de leur surface, préférentiellement au moins 60%, et encore plus préférentiellement, au moins 70%) percés d'une multitude de perforations. Ces perforations sont par exemple de dimensions et de répartitions identiques à celles présentes sur le corps cylindrique 2. Dans le cas particulier du tambour 1 des figures 4 à 6, les zones perforées 30 des flasques 3 correspondent aux volumes de l'intérieur du corps cylindrique 2 qui sont destinés à contenir les pièces pendant les étapes d'immersion, d'égouttage et de centrifugation, à savoir deux chambres 6a et 6b (décrites en relation à la figure 7 ci-après). Les zones non perforées 31 des flasques 3 correspondent, quant à elles, aux volumes de l'intérieur du corps cylindrique 2 qui servent à charger des pièces à l'intérieur du tambour 1, et qui ne contiennent pas de pièces pendant ces trois étapes une fois le volume du tambour fermé.
  • Par ailleurs, le corps cylindrique 2 et les flasques 3 sont ici fabriqués en tôle métallique ondulée. Lesdites ondulations sont régulières et en forme d'arcs de cercle. Sous l'effet de ces ondulations, sur le corps cylindrique 2 la profondeur de la paroi varie radialement, et sur les flasques 3 la profondeur de la paroi varie selon la direction orthogonale aux flasques (direction parallèle à l'axe A).
  • En variante, le corps cylindrique 2 et/ou les flasques 3 pourraient être formés d'une grille métallique. Il serait alors important ici de prévoir une distance entre les barreaux de grille qui permette la tenue mécanique des pièces disposées en vrac à l'intérieur du tambour 1, en tenant compte des dimensions éventuellement petites de ces pièces. Toutefois, la grille doit aussi être suffisamment poreuse pour laisser passer le volume de revêtement liquide contenu dans la cuve 5 à l'intérieur du tambour 1 lors d'un cycle de trempé-centrifugé.
  • Chacune des perforations pratiquées dans la tôle ondulée du corps cylindrique 2 et des flasques 3 est de petite dimension : quinze millimètres de longueur, et trois millimètres de largeur. Par exemple, la largeur des perforations peut être comprise entre 2,5 et 3 millimètres. La dimension des perforations doit permettre de garantir une résistance mécanique suffisante du tambour 1, d'assurer une bonne circulation de l'air au sein du tambour et une bonne évacuation de l'excès de revêtement après l'étape de trempage, et ne doit pas générer un risque de blocage dans les parois du tambour de petites pièces traitées. Avec les dimensions des perforations ici réalisées, il est possible de traiter des diamètres M4 - M5 de vis sans risquer de les coincer dans les parois. Une largeur de perforations plus élevée augmenterait ce risque de coincement. Par ailleurs, avec une largeur plus petite, la circulation d'air au sein du tambour 1 serait moins bonne, et lors de la sortie du tambour d'un bain de revêtement liquide, le revêtement pourrait avoir de la difficulté à s'évacuer du tambour. Sur les figures, les perforations pratiquées dans les parois du tambour 1 sont en forme de demi-cercle, mais elles peuvent alternativement être en forme de disque, ou toute autre forme pouvant être réalisée sans difficulté de fabrication excessive sur une tôle. Par ailleurs, sur les figures, l'ensemble du corps cylindrique 2 est constitué de tôle perforée, et toute la surface des flasques 3 est perforée (surface 30) à l'exclusion des environs immédiats des extrémités de l'arbre, et pour chacun des flasques 3, à l'exclusion des deux surfaces 31 symétriques qui correspondent aux espaces de chargement des pièces.
  • Les perforations sont ici réparties en lignes parallèles les unes par rapport aux autres, d'une part sur le corps cylindrique 2, et d'autre part sur chacun des flasques 3. De manière avantageuse, une ligne de perforations peut par exemple être placée sur chaque bosselage de la tôle ondulée formant le corps cylindrique 2 et les flasques 3, de telle sorte que les perforations sont alignées avec les ondulations de la tôle. Alternativement, les perforations pourraient être réparties selon toute autre géométrie qui n'induirait pas une difficulté de fabrication excessive des parois du tambour. Par exemple, sur les flasques 3, les perforations pourraient être réparties de manière radiale, en cercles concentriques autour de l'axe A.
  • Les perforations réalisées dans le corps cylindrique 2 et dans les flasques 3 sont très rapprochées pour permettre de faire rentrer des courants d'air à tous les niveaux desdites parois, lors du mouvement rotatif du tambour 1 autour de son axe A. Ici, la distance maximale entre deux perforations consécutives sur chaque ligne de perforation est inférieure à la dimension maximale des perforations, à savoir quinze millimètres, de sorte à former un réseau dense de perforations. Ainsi, une densité de perforations (rapport de la surface retirée pour former toutes les perforations des flasques 3, sur la surface des flasques 3 avant perforations) est supérieure à 40%.
  • De manière très avantageuse, en complément des perforations des zones perforées 30 des flasques 3, et des perforations du corps cylindrique 2, qui assurent un renouvellement de l'air au sein du tambour 1 pendant une phase de centrifugation (dont on donnera le déroulé ci-après), les flasques 3 disposent aussi d'ailettes 4 d'orientation de flux d'air. Plus l'air au sein du compartiment de traitement de pièces est renouvelé, moins l'humidité générée par une dispersion d'un excès de revêtement retiré de la surface des pièces est susceptible de s'accumuler dans le corps du tambour 1. Ainsi, pour occasionner une circulation d'air plus importante, les ailettes 4 encouragent la circulation d'air sur les côtés du tambour pendant la centrifugation.
  • Chacune des ailettes 4 visibles en figure 5 comprend une surface d'ailette 40 formée d'une plaque de métal (pleine ou perforée). Une ailette 4 est ici soudée sur un flasque 3 de sorte à produire cette surface 40 avec un angle non nul par rapport au flasque 3, préférentiellement avec un angle aigu de l'ordre de 5 à 45 degrés. A cet effet, l'ailette est repliée sur deux côtés, et les deux côtés ainsi pliés (par exemple avec un angle de 90 degrés par rapport à la surface d'ailette 40) sont aussi soudés au flasque 3. Cette structure d'ailette 4 forme une ouverture d'admission d'air 41, sensiblement rectangulaire, qui est d'autant plus vaste que l'angle entre la surface d'ailette 40 et le flasque 3 est de mesure élevée. Cependant, d'autres configurations d'ailettes 4 donnant lieu à des ouvertures d'admission d'air 41 propres à faire entrer de l'air dans le tambour 1 pendant la centrifugation pourraient être envisagées.
  • Avantageusement, les deux flasques 3 du tambour 1 sont pourvus d'ailettes 4. Avantageusement, en imaginant un diamètre d'un flasque 3 reliant les deux zones non perforées 31 dudit flasque 3 visibles en figures 2 et 3, les deux demi-disques ainsi délimités doivent présenter des ailettes 4. Par exemple, chacun desdits demi-disques peut comporter trois ailettes 4. Sur la figure 5, la configuration avantageuse suivante est mise en oeuvre : sur le demi-disque haut, les trois ailettes 4 sont orientées de telle sorte que leur ouverture d'admission d'air 41 soit dirigée vers la gauche de la figure. Sur le demi-disque bas, les trois ailettes 4' (qui ne sont pas toutes visibles car cachées par un support du tambour) sont orientées de telle sorte que leur ouverture d'admission d'air 41' soit dirigée vers la droite sur la figure. Ainsi, lors d'une phase de centrifugation où les flasques 3 sont entraînés en rotation autour de l'axe de rotation A, soit de l'air rentre par les deux séries d'ailettes 4 et 4' simultanément, soit de l'air sort des deux séries d'ailettes 4 et 4' simultanément. Par exemple, les ensembles d'ailettes 4 et 4' disposés respectivement sur l'un et l'autre des flasques 3 peuvent être configurés pour permettre une entrée d'air respectivement lorsque le tambour 1 tourne dans le sens horaire, et lorsqu'il tourne dans le sens antihoraire.
  • Comme dit précédemment, le volume contenu à l'intérieur du corps cylindrique 2 et des flasques 3 est divisé en deux chambres 6a et 6b ne communiquant pas entre elles, ces deux chambres étant conçues de manière tout à fait symétrique. Nous décrivons en relation à la figure 6 les éléments du tambour 1 permettant le chargement et le déchargement de ces chambres 6a et 6b.
  • Sur la figure 6, la chambre 6a est dans une position ouverte, c'est-à-dire qu'il est possible d'y charger des pièces par une ouverture 60a. Cela est dû à la position de la porte 61a, montée en rotation autour de l'axe A'. En effet, la porte 61a est dans une position où la cloison 63a, solidaire de la porte 61a, n'obstrue pas l'ouverture 60a. En revanche, il n'est pas possible, dans la position illustrée par la figure 6, de charger des pièces dans la chambre 6b. La porte 61b est, sur la figure 6, dans une position en rotation autour de son axe A" qui est telle que l'ouverture 60b est obstruée par la cloison 63b. Les parois en arc de cercle 62a et 62b, elles, sont fixes et délimitent de manière permanente l'espace correspondant aux chambres 6a et 6b. C'est donc la rotation des portes 61a et 61b autour de leurs axes A' et A", tous deux parallèles à l'axe A du tambour, qui fait que les chambres 6a et 6b sont en position de chargement/déchargement ou en position fermée. Ces dernières doivent rester en position fermée lors des étapes d'immersion de pièces, d'égouttage et de centrifugation, mais doivent pouvoir être ouvertes, en cohérence avec la position du tambour 1, lors des opérations de chargement et de déchargement de pièces.
  • Un cycle complet de traitement anticorrosion de pièces métalliques en vrac, dans un mode de réalisation particulier, est représenté sous forme de schéma bloc en figure 7 . Des vues schématiques des éléments de la machine de traitement par trempé-centrifugé comprenant notamment le tambour 1, la cuve 5, et le basculeur 8, correspondant aux étapes du procédé illustré en figure 7, sont données sur les figures 8A à 8I .
  • Pendant ledit cycle, le support de tambour 7 n'est pas inclus dans l'espace de la machine de traitement par trempé-centrifugé. Le tambour 1 peut par exemple être positionné dans l'espace de la machine de traitement avec son support 7, puis être suspendu pour rester dans l'espace de la machine de traitement alors que le support 7 est retiré de la machine. Au démarrage du cycle de la figure 7, le tambour 1 se trouve ainsi dans la position illustrée par la figure 8A, où il est suspendu par son axe A. La cuve 5 est en position basse, son couvercle 51 refermé sur son corps de cuve 50.
  • Lors d'une première étape de chargement 100, des pièces en vrac 10 sont chargées d'abord dans la chambre 6a, puis dans la chambre 6b. Lors de cette étape de chargement, le tambour 1 ne change pas de position relativement à la cuve 5. En revanche, le tambour 1 est mis en rotation autour de son axe A.
  • Le tambour 1 est d'abord tourné de sorte que l'ouverture 60a soit tournée vers le haut. Puis la porte 61a passe dans une position où l'ouverture 60a n'est plus obstruée, pour permettre de charger des pièces 10 dans la chambre 6a, à l'issue de quoi l'ensemble est dans la position de la figure 8B. Puis le tambour 1 tourne vers une position où l'ouverture 61b est dirigée vers le haut, et les mêmes opérations sont mises en oeuvre pour charger des pièces dans la chambre 6b, à l'issue de quoi l'ensemble est dans la position de la figure 8C.
  • Ensuite vient une étape 200 d'immersion. Le tambour 1 est entraîné par les pinces du basculeur 8 pour être transféré au-dessus de la cuve 5. Le couvercle 51 a préalablement été ouvert, de sorte que le tambour est suspendu au-dessus de l'ouverture supérieure libre du corps de cuve 50. L'ensemble est dans la position de la figure 8D. Ensuite, la cuve 5 est élevée vers une position intermédiaire, plus haute que sa position basse de l'étape 100, et le couvercle 51 est refermé de sorte à enfermer le tambour 1 dans le volume créé par le corps de cuve 50 et le couvercle 51. La cuve 5 est placée sur un support élévateur (ou ascenseur) actionné manuellement ou automatiquement de sorte que sa position verticale peut être commandée. L'ensemble est dans la position de la figure 8E. Par la suite, la cuve 5 est montée par le support élévateur vers une troisième position d'imprégnation, plus haute que la position intermédiaire (le tambour 1 restant fixe). Le tambour 1 est alors immergé dans le volume de revêtement. Le tambour 1 est laissé, de préférence sous rotation lente de 1 à 10 tours/minute, au sein du volume de revêtement, pendant une durée prédéterminée, par exemple pendant 10 à 60 secondes. En alternative, le tambour pourrait aussi être laissé immobile lorsque les pièces 10 sont immergées. Dans ce cas, seules les pièces de l'une des deux chambres à l'intérieur du tambour 1 sont imprégnées. Le revêtement liquide pénètre alors dans le compartiment de traitement de pièces par les perforations réalisées dans la paroi latérale 2 et les parois frontales 3, jusqu'à atteindre la surface des pièces à traiter.
  • L'homme du métier connaît les avantages d'utiliser un bain de revêtement liquide en phase aqueuse, comme du zinc lamellaire en solution dans l'eau. Ce type de produit est moins nocif pour l'environnement, et il est plus facile de disposer des reliquats de revêtement liquide ou de les réutiliser après un cycle de trempé-centrifugé. De plus, il cause moins d'odeurs désagréables pour les personnes travaillant dans les installations.
  • Ensuite, à l'étape 300, les pièces 10 sont égouttées. Cet égouttage dure de 0 à 60 secondes (il est donc facultatif). Pour effectuer l'égouttage, le tambour est porté vers la position illustrée par la figure 8F : alors que le tambour 1 reste maintenu en position fixe par un ensemble moteur et roulement fixé sur l'axe A du tambour 1, la cuve 5 est redescendue vers sa position intermédiaire de l'étape 200.
  • Vient ensuite une étape de centrifugation 400, exécutée alors que l'ensemble se trouve toujours à la position illustrée par la figure 8F. Le tambour 1 est alors mis en rotation à haute vitesse autour de son axe de rotation A. La vitesse de centrifugation est significativement plus élevée que la vitesse du tambour lors de l'immersion : elle peut s'élever par exemple entre 150 et 400 tours/minute. Les avantages pour une bonne centrifugation d'un tambour 1 tel que décrit ci-avant, doté de perforations régulières sur toutes ses parois et d'ailettes d'orientation de flux d'air sur les parois frontales 3, ont déjà été exposés précédemment. Le mouvement du tambour 1 génère de manière spontanée des flux d'air autour du corps du tambour 1, sans qu'il soit nécessaire d'installer à proximité du tambour 1 un organe de soufflage supplémentaire. Notamment, de l'air est mis en mouvement perpendiculairement à l'axe de rotation A, au voisinage de la paroi latérale 2, et sur toute la surface des parois frontales 3.
  • Grâce à la configuration particulière de tambour proposée ici, l'air ainsi mis en mouvement peut non seulement s'engouffrer dans les perforations des parois du tambour et en sortir, mais peut aussi être entraîné par le profil 40 des ailettes 4 et pénétrer dans le compartiment de traitement de pièces par les ouvertures 41 des ailettes 4. On génère ainsi, tout au long de l'étape de centrifugation 400, un renouvellement plus important de l'air au sein du compartiment de traitement de pièces qu'avec un dispositif de l'art antérieur tel que présenté en figure 2. La solution présentée ici s'est révélée efficace pour limiter l'humidité au sein du tambour, et il a été observé que l'excès de revêtement était plus efficacement retiré avec de meilleurs résultats finaux, à savoir une couche de revêtement anticorrosion plus uniforme en fin de traitement, d'épaisseur mieux maîtrisée.
  • Le taux de rebut obtenu avec cette configuration, à savoir le taux de pièces jugées non conformes en sortie de cycle car présentant des surépaisseurs de revêtement anticorrosion, est équivalent au taux de rebut obtenu avec une centrifugation classique où le tambour est placé avec un axe de rotation sensiblement vertical (il est rappelé que cette dernière configuration est jugée moins avantageuse pour le vidage des empreintes creuses des pièces, et pour un bon brassage des pièces).
  • L'étape de centrifugation 400 est par exemple divisée en trois sous-étapes successives de centrifugation d'abord dans une rotation en sens horaire du tambour 1, puis en sens anti-horaire et enfin à nouveau en sens horaire. La position du tambour n'est pas modifiée entre ces trois étapes. Chacune des sous-étapes de centrifugation dure entre 10 et 60 secondes.
  • Une fois l'étape de centrifugation 400 terminée, le déchargement 500 peut commencer. Le couvercle 51 est d'abord ouvert et la cuve 5 repasse dans la même position basse qu'avant l'étape 100. Du fait du mouvement vertical de la cuve 5 et de son ouverture, le tambour 1 est donc suspendu hors de la cuve 5. L'ensemble se trouve à la position illustrée par la figure 8G. A ce stade, chaque pièce doit présenter une fine couche de revêtement, qui devra donner après séchage et cuisson un poids de couche supérieur à 12 g/m2 pour le revêtement sec. Cependant, le traitement anticorrosion n'est pas finalisé à ce stade, car le revêtement doit être durci et passer entièrement à l'état solide.
  • Pour effectuer le déchargement, le tambour est rebasculé par les pinces du basculeur 8 pour ne plus être en suspension au-dessus de la cuve 5. Ensuite, celle des deux chambres 6a et 6b qui est la plus basse, à savoir sur la figure 8H la chambre 6a, est déchargée de ses pièces, la porte 61a étant mise en rotation pour libérer l'ouverture 60a et faire tomber les pièces en vrac 10 après traitement. On atteint alors l'état du système qui est représenté sur la figure 8H. Enfin, dans une sous-étape 500d, les mêmes opérations sont répétées pour vider la chambre 61b, de sorte que le système atteint l'état représenté en figure 8I.
  • A ce stade, le tambour 1 et la cuve 5 ne sont plus utilisés. Mais le traitement des pièces en vrac ne se termine généralement pas par l'étape 500 de déchargement. Un cycle standard peut comprendre avantageusement des étapes finales de séchage 600 des pièces après centrifugation, par exemple à une température de l'ordre de 70°C, ce qui permet une première évaporation du contenu liquide du revêtement, puis de cuisson 700, par exemple dans un four, à une température bien plus élevée, par exemple à une température de l'ordre de 300°C.
  • Le dispositif exposé ci-avant, et le procédé de traitement anticorrosion associé, se sont révélés aptes à traiter la problématique de départ, à savoir obtenir des résultats satisfaisants sur les pièces après traitement et notamment sur les pièces à empreintes creuses plus promptes à présenter des amas de revêtement en excès après traitement, en utilisant un revêtement anticorrosion en phase aqueuse.

Claims (14)

  1. Tambour de centrifugation (1) destiné à recevoir une multitude de pièces en vrac et adapté pour réaliser l'application, par trempé-centrifugé, d'un revêtement en phase aqueuse sur la surface des pièces en vrac, comprenant :
    un corps cylindrique de tambour (2) présentant une multitude de perforations et admettant un axe de rotation (A),
    deux flasques latéraux (3) fermant le corps cylindrique (2),
    caractérisé en ce que chaque flasque latéral (3) présente au moins une zone percée (30) d'une multitude de perforations.
  2. Tambour de centrifugation de pièces en vrac selon la revendication 1, dans lequel la ou les zones percées (30) d'un flasque (3) s'étendent sur au moins 50% de la surface de celui-ci, voire au moins 60% de sa surface, voire au moins 70% de sa surface.
  3. Tambour de centrifugation de pièces de vrac selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel une densité de perforations sur la zone percée (30) de chacune des flasques (3) est supérieure à 40%.
  4. Tambour de centrifugation de pièces de vrac selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les flasques (3) sont en tôle métallique perforée.
  5. Tambour de centrifugation de pièces de vrac selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les flasques sont formées d'une grille métallique.
  6. Tambour de centrifugation de pièces de vrac selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les perforations sont de largeur comprise entre 2,5 et 3 millimètres.
  7. Tambour de centrifugation de pièces en vrac selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel un flasque de tambour (3) est pourvue d'une pluralité d'ailettes (4) d'orientation de flux d'air,
    une ailette (4) comprenant une surface d'ailette (40) formant un angle non nul avec une surface du flasque de tambour (3), ainsi qu'une ouverture d'admission d'air (41).
  8. Tambour de centrifugation de pièces en vrac selon la revendication 7, dans lequel le flasque (3) de tambour pourvu d'ailettes est divisé en deux demi-disques, les ailettes d'orientation de flux d'air du premier demi-disque étant dirigées dans un sens, et les ailettes d'orientation de flux d'air du second demi-disque étant dirigées dans le sens opposé.
  9. Tambour de centrifugation de pièces en vrac selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les deux flasques de tambour (3) sont pourvus d'ailettes (4).
  10. Tambour de centrifugation de pièces en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le volume délimité par le corps cylindrique de tambour (2) et les flasques (3) est séparé en deux chambres (6a, 6b) pouvant être chacune vidée et remplie de pièces en vrac de manière indépendante.
  11. Machine pour trempé-centrifugé comprenant un tambour de centrifugation de pièces en vrac (1) selon l'une des revendications 1 à 10, une cuve (5) pour revêtement liquide de dimensions supérieures à celles du tambour de centrifugation de telle sorte que le tambour de centrifugation puisse y être introduit par une ouverture supérieure (51) de la cuve (5), et des éléments mécaniques permettant la mise en mouvement du tambour (1) par rapport à la cuve (5) et la mise du tambour (1) en rotation autour de son axe (A).
  12. Procédé de traitement de pièces en vrac par trempé-centrifugé mis en oeuvre à l'aide d'une machine pour trempé-centrifugé selon la revendication 11, comprenant les étapes suivantes :
    - (100) chargement de pièces en vrac à traiter dans un volume à l'intérieur du corps cylindrique et des flasques de tambour,
    - (200) immersion du tambour dans un volume de revêtement en phase aqueuse contenu dans la cuve,
    - (300) égouttage des pièces en vrac après immersion,
    - (400) centrifugation des pièces en vrac après traitement, par rotation du tambour autour de son axe de rotation (A), l'axe de rotation (A) étant disposé à l'horizontale, afin de retirer un volume de revêtement en excès à la surface de pièces et d'obtenir une épaisseur de revêtement uniforme sur les pièces après traitement,
    - (500) déchargement des pièces en vrac après centrifugation.
  13. Procédé de traitement de pièces en vrac par trempé-centrifugé selon la revendication 12 pouvant être mis en oeuvre sur un tambour selon la revendication 10, comprenant, pour l'étape (100) de chargement des pièces en vrac, des étapes intermédiaires de :
    - ouverture d'une première chambre (6a) du tambour, et chargement de pièces en vrac, puis fermeture de la première chambre (6a)
    - changement de position du tambour (1) par rotation autour de son axe de rotation (A), puis ouverture d'une deuxième chambre (6b) du tambour, puis chargement de pièces en vrac et fermeture de la deuxième chambre (6b).
  14. Procédé de traitement de pièces en vrac par trempé-centrifugé selon l'une des revendications 12 ou 13, comprenant des étapes ultérieures de :
    - (600) séchage en four des pièces en vrac après centrifugation, par exemple à une température de 70°C,
    - (700) cuisson des pièces en vrac après séchage, par exemple à une température de 300°C.
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BE1029995B1 (nl) * 2021-12-08 2023-07-04 Duroc Nv Werkwijze en inrichting voor het coaten van bouten en moeren

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