EP3463752B1 - Procede de degraissage et ebavurage a sec en cuve rotative de pieces industrielles - Google Patents

Procede de degraissage et ebavurage a sec en cuve rotative de pieces industrielles Download PDF

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EP3463752B1
EP3463752B1 EP17732497.7A EP17732497A EP3463752B1 EP 3463752 B1 EP3463752 B1 EP 3463752B1 EP 17732497 A EP17732497 A EP 17732497A EP 3463752 B1 EP3463752 B1 EP 3463752B1
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tank
abrasive
machine
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grid
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Yvan Perrot
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SPALECK INDUSTRIES
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Spaleck Industries
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/02—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving rotary barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00

Definitions

  • the present invention relates to a machine and a method for degreasing and dry deburring by rotary barrel for precision machined parts and profiles, in particular in metal, and more particularly in aluminum.
  • the load of parts and abrasives is vibrated by an unbalance motor to cause abrasives to rub against the parts to allow deburring or polishing.
  • the parts are then separated from the abrasives, washed and dried to avoid any corrosion problem.
  • This technology is penalized by liquid and solid discharges which are polluting and costly to recycle or dispose of, and by a high noise level.
  • Another aspect is the treatment of parts of great lengths such as, for example, profiles machined for aeronautics, the section of which can reach 300 x 300 mm and the length of 8 m.
  • brushing machines or tribofinishing tanks of great lengths which are expensive to produce, to operate and to maintain, must be used.
  • the method of degreasing and dry deburring by rotating barrel of small or great length is characterized in that it comprises means suitable for ensuring in particular automatically, quickly and without the use of water the degreasing, deburring and the separation of the rejects in a silent and automated equipment with low energy consumption.
  • dry here specify that the process does not use liquid. It therefore does not use inside the tank, that is to say in contact with the part to be treated, water or other liquids, in particular lubricant.
  • This rotary tank can in particular be coated with rubber and provided with a suction channel on a complete side also making it possible to eliminate the abrasives worn over the entire length of the treatment tank.
  • the part or parts are immersed in this treatment tank provided with the necessary load of abrasive and absorbent media and set in rotation with possibly a programmed reversal of direction making it possible to guarantee a homogeneous treatment.
  • a suction device connected to the tank by a hollow shaft bearing extracts dust and abrasive waste screened by a special calibrated grid arranged over the entire length of the tank.
  • the powder absorbent provides resistance to fouling.
  • Another object of the invention according to claim 7 is a machine for implementing the method according to the invention.
  • This machine comprises in particular a tank rotary intended to receive the load of abrasive and absorbent and the part to be treated.
  • the method according to the invention can be implemented by a machine according to the invention, the rotary vessel being the rotary vessel of the machine according to invention.
  • FIG. 1 We have represented in figure 1 the machine composed of a treatment tank 1 driven by a gear motor 2 and provided with a suction device 3.
  • the figure 2 shows more particularly and in section the treatment tank 1, the load of abrasive and absorbent media 4, the part (s) to be treated 5, a calibrated grid 6 of the bottom of the tank 6, a suction channel 7 and a closing door 8.
  • the figure 3 shows a view in partial sections and in perspective of a very long tank 1 with its load of abrasive and absorbent media 4, the part to be treated 5, the calibrated tank bottom grid 6, the suction channel 7 and the closing door 8.
  • the tank 1 is generally cylindrical with a polygonal section with six sides.
  • the grid 6 as well as the suction channel 7 extend over the entire length and width of one of the walls of the tank 1.
  • the interior of the tank 1 is coated with rubber 12.
  • the grid 6 can be, as here, fixed at the bottom of the tank by fixing means allowing the assembly and disassembly of the grid 6, such as bolts 11. This makes it possible to carry out more simply the maintenance of the grid 6, by taking it apart.
  • the grid 6 fixed to and opposite a perforated wall of the tank and the channel 7 is fixed opposite the grid 6.
  • This perforated wall, the grid 6 and the suction channel 7 are arranged so that the abrasives passing through the grid 6 leave the tank body directly into the suction channel 7.
  • the door 8 can form the wall diametrically opposite the grid 6. This simplifies the construction of the tank and makes it possible to check the state of the grid 6, after one or more cycles. treatment.
  • the tank 1 may have a length greater than at least 6.5 meters, in particular up to 10 meters.
  • the door 8 extends over the entire length of the tank 1, thus allowing to easily introduce a piece 5 of great length, such as the illustrated metal beam.
  • the door is articulated on one of the walls of the tank 1.
  • This door 8 is actuated by means of hydraulic or pneumatic cylinders. Its opening and closing can be automated.
  • the tank 1 is set in rotation at an optimum speed with a programmed reversal of its direction of rotation. for example every 2 to 5 minutes.
  • Suction 3 is also commissioned.
  • the absorbent powder as well as the abrasive waste and the dust generated by the treatment are sucked through the calibrated grid 6 by the suction channel 7.
  • the tank door 8 is opened and the load of treated parts 5 is recovered.
  • the duration of the implementation of the process may be longer or shorter depending on the desired finish, in particular from 10 minutes to several hours.
  • the method according to the invention is particularly intended for cases of degreasing, deburring, polishing and dry drying of parts which can be treated in bulk.
  • the treatment tank can be constructed to accommodate long pieces such as profiles up to 10 m.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

  • La présente invention a trait à une machine et un procédé de dégraissage et d'ébavurage à sec par tonneau rotatif pour des pièces et des profilés usinés de précision, notamment en métal, et plus particulièrement en aluminium.
  • Il est connu que le dégraissage, l'ébavurage et le polissage de pièces industrielles découpées, forgées, moulées ou usinées et de profilés extrudés et usinés sont fastidieux et demandent beaucoup de temps de main d'œuvre. En dehors des procédés avec des outils manuels ou des dispositifs de brossage mécanique, la technique la plus couramment employée est la tribofinition consistant à plonger une ou plusieurs pièces dans une cuve vibrante chargée de corps abrasifs travaillant en milieu humide avec adjonction de produits chimiques permettant le dégraissage et la lubrification de la charge en mouvement. Un exemple de procédé de tribofinition est décrit dans le document US 3 948 003 A (voir les préambules des revendications indépendantes). La charge de pièces et d'abrasifs est mise en vibration par un moteur à balourds afin de provoquer le frottement des abrasifs sur les pièces pour en permettre l'ébavurage ou le polissage. Les pièces sont ensuite séparées des abrasifs, lavées et séchées afin d'éviter tout problème de corrosion. Cette technologie est pénalisée par des rejets liquides et solides polluants et coûteux à recycler ou éliminer et un niveau sonore élevé.
  • Un autre aspect est le traitement des pièces de grandes longueurs comme par exemple des profilés usinés pour l'aéronautique dont la section peut atteindre 300 x 300 mm et la longueur 8 m. On devra dans ce cas utiliser des machines de brossage ou des cuves de tribofinition de grandes longueurs qui sont coûteuses en réalisation comme en exploitation et en maintenance.
  • C'est à ces inconvénients qu'entend plus spécialement remédier la présente invention.
  • Le procédé de dégraissage et ébavurage à sec par tonneau rotatif de petite ou grande longueur selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte des moyens propres à assurer notamment automatiquement, rapidement et sans utilisation d'eau le dégraissage, l'ébavurage et la séparation des rejets dans un équipement silencieux et automatisé à faible consommation d'énergie.
  • Les termes « à sec » précisent ici que le procédé est dépourvu d'utilisation de liquide. Il n'emploie donc pas à l'intérieur de la cuve, c'est-à-dire en contact avec la pièce à traiter, d'eau ni d'autres liquides, notamment de lubrifiant
  • Ce procédé a été rendu possible grâce à l'utilisation d'un absorbant pulvérulent, tel que copeaux de bois ou rafle de maïs, et d'un abrasif polymère extrudé, en particulier un abrasif polymère extrudé de forme et de composition particulière à très faible taux d'usure dénommé SPIC et commercialisé par Spaleck Industries à Pierrefontaine les Varans, 25, mis en œuvre dans une cuve rotative de section et de longueur adaptée aux pièces à traiter.
  • Cette cuve rotative peut notamment être revêtue de caoutchouc et pourvue d'un canal d'aspiration sur un pan complet permettant également d'éliminer les abrasifs usés sur toute la longueur de la cuve de traitement.
  • La ou les pièces sont immergées dans cette cuve de traitement pourvue de la charge de médias abrasifs et absorbants nécessaire et mise en rotation avec éventuellement une inversion de sens programmée permettant de garantir un traitement homogène.
  • Ainsi un premier objet de l'invention suivant la revendication 1 est un procédé de dégraissage et ébavurage à sec en cuve rotative comprenant :
    • la préparation d'une cuve rotative avec une charge d'abrasif et d'un absorbant pulvérulent, l'abrasif étant un polymère extrudé,
    • l'immersion d'une pièce à traiter dans la cuve préparée,
    • la mise en rotation de la cuve, notamment avec aspiration des poussières dans la cuve.
  • Le procédé selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • le polymère extrudé est un polymère extrudé à très faible taux d'usure ; cela permet une abrasion plus efficace, notamment sur une longue durée de traitement ; notamment, le taux d'usure du polymère est inférieur ou égal à 2,5 % de perte en poids par 24 heures ; le procédé étant réalisé à sec, il s'agit en particulier d'un polymère apte à être utilisé sans eau ni aucun lubrifiant ;
    • le polymère extrudé est un polymère dénommé SPIC ; ce polymère permet de travailler à sec, sans lubrifiant d'aucune sorte ;
    • l'absorbant pulvérulent est des copeaux de bois ; il s'agit d'une forme simple et peu onéreuse d'absorbants pulvérulents et qui est adaptée au procédé selon l'invention ;
    • l'absorbant pulvérulent est du rafle de maïs ; la performance du procédé est particulièrement améliorée avec le rafle de maïs ; à noter que l'utilisation du polymère dénommé SPIC et du rafle de maïs permettent d'obtenir des résultats optimums ;
    • le temps de traitement varie de 10 mn à plusieurs heures, notamment avec une inversion de sens de rotation toutes les 2 à 15 minutes, notamment de 2 à 5 minutes ; on améliore ainsi les performances du procédé.
  • Pendant le traitement, un dispositif d'aspiration raccordé à la cuve par un palier à axe creux extrait les poussières et les déchets d'abrasifs criblés par une grille spéciale calibrée disposée sur toute la longueur de la cuve.
  • L'absorbant pulvérulent permet une résistance à l'encrassement.
  • Un autre objet de l'invention suivant la revendication 7 est une machine pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Cette machine comprend notamment une cuve rotative destinée à recevoir la charge d'abrasif et d'absorbant et la pièce à traiter.
  • La machine selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • la cuve de traitement comporte une grille d'aspiration des abrasifs et un canal d'aspiration permettant l'évacuation des poussières et des déchets pendant le cycle de traitement ; notamment, grâce à l'aspiration des abrasifs cassés ou usés et des déchets, cela améliore la sécurité des opérateurs et garanti le nettoyage des pièces à traiter et des abrasifs ;
    • la cuve est revêtue de caoutchouc ; cela permet de :
      • ∘ garantir le bon entrainement de la charge et réduire l'usure de la cuve ;
      • ∘ éviter les chocs des pièces contre les parois de la cuve ;
    • la grille et le canal d'aspiration sont disposés sur toute la longueur de la cuve ; cela permet la récupération des abrasifs usés, qui passent au travers de la grille, et de traiter plus efficacement des pièces de grande longueur ;
    • la cuve comprend un corps sensiblement cylindrique de section polygonale, la grille s'étendant en vis-à-vis, sur toute la longueur et toute la largeur de la surface interne de l'une des parois du corps ; on améliore la récupération des abrasifs usés, ainsi que l'efficacité du procédé ;
    • la grille est fixée à l'intérieur du corps par des moyens de fixation permettant un montage et un démontage de la grille;
    • la cuve comprend une porte de cuve s'étendant sur toute la longueur de la cuve, la porte étant articulée sur le reste de la cuve ;
    • la machine est également équipée de vérins agencés pour actionner la porte en ouverture et en fermeture ; cela simplifie l'insertion de pièces de grande longueur dans la cuve et assure l'automatisation de la machine ;
    • la machine est pourvue d'un dispositif d'inversion de sens de rotation programmable assurant un traitement homogène des pièces ; notamment, ce dispositif est automatisé, par exemple pour permettre une inversion toute les 2 à 5 minutes ;
    • la cuve présente une longueur supérieure ou égale à 6,5 mètres ; cela permet de traiter des pièces de grande longueur et de leur appliquer le procédé selon l'invention, ce procédé étant particulièrement adapté au traitement de ces pièces ;
    • la cuve de traitement est construite de manière à accueillir des pièces d'une longueur supérieure à 3 mètres, notamment supérieure à 6 mètres ; notamment, cette longueur peut aller jusqu'à 10 mètres.
  • Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre par une machine selon l'invention, la cuve rotative étant la cuve rotative de la machine selon l'invention.
  • Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs, permettront de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer.
    • Fig. 1 est une vue de face et de côté en coupes d'une machine de traitement à cuve rotative avec son dispositif d'aspiration.
    • Fig. 2 est une vue de côté en coupe de la cuve de traitement avec son chargement de médias abrasifs et la pièce à traiter.
    • Fig. 3 est une vue en perspective avec coupes partielles d'une cuve de grande longueur avec sa charge de médias et la pièce à traiter.
  • On a représenté en figure 1 la machine composée d'une cuve de traitement 1 entraînée par un motoréducteur 2 et pourvue d'un dispositif d'aspiration 3.
  • La figure 2 représente plus particulièrement et en coupe la cuve de traitement 1, la charge de médias abrasifs et absorbants 4, la ou les pièces à traiter 5, une grille 6 calibrée de fond de cuve 6, un canal d'aspiration 7 et une porte de fermeture 8.
  • La figure 3 représente une vue en coupes partielles et en perspective d'une cuve de grande longueur 1 avec sa charge de médias abrasifs et absorbants 4, la pièce à traiter 5, la grille calibrée de fond de cuve 6, le canal d'aspiration 7 et la porte de fermeture 8.
  • Dans cet exemple, la cuve 1 est globalement cylindrique de section polygonale à six côtés.
  • La grille 6 ainsi que le canal d'aspiration 7 s'étendent sur toute la longueur et la largeur de l'une des parois de la cuve 1.
  • L'intérieur de la cuve 1 est revêtu de caoutchouc 12.
  • La grille 6 peut être, comme ici, fixée en fond de cuve par des moyens de fixation permettant le montage et le démontage de la grille 6, tels que des boulons 11. Cela permet de réaliser plus simplement l'entretien de la grille 6, en la démontant.
  • Dans l'exemple illustré, la grille 6 fixée à et en vis-à-vis d'une paroi ajourée de la cuve et le canal 7 est fixé en vis-à-vis de la grille 6. Cette paroi ajourée, la grille 6 et le canal d'aspiration 7 sont agencés de manière à ce que les abrasifs passant au travers de la grille 6 sortent du corps de cuve directement dans le canal d'aspiration 7.
  • Selon l'invention, comme dans l'exemple illustré, la porte 8 peut former la paroi diamétralement opposée à la grille 6. Cela simplifie la construction de la cuve et permet de vérifier l'état de la grille 6, après un ou plusieurs cycles de traitement.
  • La cuve 1 peut présenter une longueur supérieure à au moins 6,5 mètres, notamment pouvant aller jusqu'à 10 mètres. Dans l'exemple illustré en figure 3, la porte 8 s'étend sur toute la longueur de la cuve 1, permettant ainsi d'introduire facilement une pièce 5 de grande longueur, comme la poutrelle métallique illustrée.
  • Comme on peut le voir en figure 2, la porte est articulée sur l'une des parois de la cuve 1. Cette porte 8 est actionnée au moyen de vérins hydraulique ou pneumatique. Son ouverture et sa fermeture peuvent être automatisées.
  • Exposé du principe de fonctionnement :
    La cuve 1 est préparée avec :
    • un chargement de médias abrasif en polymère extrudé, notamment du SPIC de forme adaptée 4 correspondant par exemple à environ 40 % du volume de la cuve, et
    • une dose de poudre absorbante sèche, par exemple une dose de l'ordre de 3% du volume de l'abrasif, soit du média SPIC.
  • Une charge de pièces à traiter 5 étant placée dans la cuve 1, le cycle automatique démarre après fermeture manuelle ou automatique de la porte de cuve 8. La cuve 1 est mise en rotation à une vitesse optimale avec une inversion programmée de son sens de rotation par exemple toutes les 2 à 5 minutes. L'aspiration 3 est également mise en service. La poudre absorbante ainsi que les déchets d'abrasifs et la poussière générée par le traitement sont aspirés au travers de la grille calibrée 6 par le canal d'aspiration 7.
  • En fin de cycle de traitement la porte de cuve 8 est ouverte et la charge de pièces traitées 5 est récupérée.
  • Des résultats particulièrement intéressants sont obtenus en utilisant à la fois du SPIC comme abrasif et du rafle de maïs comme poudre absorbante sèche, c'est-à-dire comme absorbant pulvérulent.
  • La durée de mise en œuvre du procédé pourra être plus ou moins longue en fonction de la finition souhaitée, notamment de 10 minutes à plusieurs heures
  • Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et que l'étendue de l'invention est définie seul par les revendications annexées.
  • Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné aux cas de dégraissage, d'ébavurage, de polissage et de séchage à sec de pièces pouvant être traitées en vrac.
  • La cuve de traitement peut être construite de manière à accueillir des pièces de grandes longueurs comme des profilés pouvant atteindre 10 m.

Claims (14)

  1. Procédé de dégraissage et ébavurage en cuve rotative comprenant :
    - la préparation d'une cuve (1) rotative avec une charge d'abrasif,
    - l'immersion d'une pièce à traiter (5) dans la cuve préparée,
    - la mise en rotation de la cuve,
    le procédé étant caractérisé en ce que le dégraissage et l'ébavurage sont réalisés à sec dans la cuve rotative et en ce que la cuve (1) rotative est préparée avec une charge d'abrasif et d'un absorbant pulvérulent, l'abrasif étant un polymère extrudé (4).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en rotation de la cuve est réalisée avec aspiration des poussières dans la cuve.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le polymère extrudé est un polymère extrudé à très faible taux d'usure.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbant pulvérulent est des copeaux de bois.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'absorbant pulvérulent est du rafle de maïs.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le temps de traitement varie de 10 mn à plusieurs heures avec une inversion de sens de rotation toutes les 2 à 15 minutes.
  7. Machine pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, la machine comprenant une cuve rotative (1) destinée à recevoir la charge d'abrasif (4) et la pièce à traiter (5), caractérisée en ce que la cuve de traitement (1) comporte une grille (6) d'aspiration des abrasifs et de l'absorbant pulvérulent et un canal d'aspiration (7) permettant l'évacuation des poussières et des déchets pendant le cycle de traitement.
  8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cuve (1) est revêtue de caoutchouc (12).
  9. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisée en ce que la grille (6) et le canal d'aspiration (7) sont disposés sur toute la longueur de la cuve (1).
  10. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la cuve (1) est sensiblement cylindrique de section polygonale, la grille (6) s'étendant en vis-à-vis, sur toute la longueur et toute la largeur de la surface interne de l'une des parois de la cuve.
  11. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la cuve (1) comprend une porte (8) de cuve s'étendant sur toute la longueur de la cuve, la porte étant articulée sur le reste de la cuve, la machine étant également équipée de vérins agencés pour actionner la porte en ouverture et en fermeture.
  12. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un dispositif d'inversion de sens de rotation programmable assurant un traitement homogène des pièces.
  13. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que la cuve (1) présente une longueur supérieure à 3 mètres.
  14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cuve rotative (1) est la cuve rotative d'une machine selon l'une des revendications 7 à 13.
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