FR2495751A1

FR2495751A1 - MOBILE BELL OVEN HEAT TREATMENT PLANT

Info

Publication number: FR2495751A1
Application number: FR8108889A
Authority: FR
Inventors: Gervais Oreiller
Original assignee: BOREL FOURS ELECT IND
Current assignee: BOREL FOURS ELECT IND
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-05-05
Publication date: 1982-06-11
Also published as: FR2495751B1; DE3135121A1; CH638298A5; DE3135121C2; IT8121747A0; IT1135823B

Abstract

A heat treatment apparatus with a movable bell furnace and with devices for raising and inserting the workpieces to be treated into the furnace and for holding them in the furnace and removing them from it into a quenching bath has a cylindrical workpiece carrier (31) and at least three pivotable supports (15) for the latter, uniformly distributed outside the furnace (3), around the bottom circumference of the latter. A movable disc (14) serves to accept the workpiece carrier and close the bottom opening of the furnace, this disc pivoting and locking these workpiece carrier supports under the workpiece carrier by means of a number of stops (26) around its circumference equal to the number of workpiece carrier supports. To release the workpiece carrier, it is raised from the workpiece carrier supports by a hoist with a cylindrical carrier, the cylindrical carrier of the hoist passing with a portion of smaller diameter through the workpiece carrier supports and pivoting these apart with a portion of larger diameter.

Description

La présente invention a pour objet une installation de traitement thermique à four cloche mobile, comprenant des moyens pour élever la charge à traiter dans le four, des moyens d'introduction et de maintien de cette charge dans le four et des moyens d'extraction de cette charge pour son introduction dans un bain de trempe. The present invention relates to a heat treatment installation with a movable bell furnace, comprising means for raising the load to be treated in the oven, means for introducing and maintaining this load in the oven and means for extracting this charge for its introduction into a quench bath.

Dans les installations connues, telles que décrites dans le brevet CH 478 918, le four cloche comporte, 9 l'intérieur, quatre appuis qui viennent se placer, par rotation de 900, sous les branches d'une étoile de chargement. Pour introduire la charge dans le four ou extraire celle-ci du four, il est dès lors nécessaire de soulever la charge au-dessus des appuis, d'entraîner ensuite le four en rotation, puis de redescendre la charge sur les appuis. Ces opérations nécessitent un montage rotatif du four, son entraînement par un moteur et une commande des opérations successives. En outre, les appuis sont situés l'intérieur du four et peuvent o etre portés à une température supérieure à 1000 C, ce qui risque d'entraîner leur déformation sous l'effet du poids de la charge. In known installations, as described in patent CH 478 918, the bell furnace has, 9 inside, four supports which are placed, by rotation of 900, under the branches of a loading star. To introduce the load into the oven or extract it from the oven, it is therefore necessary to lift the load above the supports, then drive the oven in rotation, then lower the load on the supports. These operations require rotary mounting of the oven, its drive by a motor and control of successive operations. In addition, the supports are located inside the oven and can be brought to a temperature above 1000 C, which risks causing their deformation under the effect of the weight of the load.

La présente invention a essentiellement pour but de réaliser une introduction et un maintien de la charge dans le four par des moyens mécaniques simples, robustes, automatiques, ne nécessitant aucune commande extérieure et situés à l'extérieur de l'enceinte du four proprement dite. The main object of the present invention is to introduce and maintain the load in the oven by simple, robust, automatic mechanical means, requiring no external control and situated outside the enclosure of the oven proper.

L'installation selon l'invention est caractérisée par le fait que les moyens d'introduction et de maintien de la charge dans le four sont constitués par un support de charge de forme générale cylindrique, au moins trois supports escamotables fixés a la partie inférieure du four, à l'extérieur de celui-ci, répartis sur une circonférence et destinés a supporter le support de charge dans le four, chacun de ces supports escamotables étant constitué par un cliquet basculant pivoté autour d'un axe horizontal par son extrémité inférieure vers laquelle convergent deux rampes obliques, l'une dirigée vers l'axe du four et l'autre en sens opposé, ce cliquet pouvant basculer entre deux positions déterminées par au moins une butée, l'une au moins de ces positions étant stable, le cliquet étant, dans l'une de ces positions, sur la trajectoire du support de charge, et par un organe de fermeture circulaire mobile agencé d'une part pour soutenir le support de charge et d'autre part pour fermer l'ouverture inférieure du four, cet organe de fermeture présentant sur son pourtour autant de butées qu'il y a de cliquets, ces butées venant repousser les cliquets vers l'intérieur lors de la montée de l'organe de fermeture, si nécessaire, et verrouiller les cliquets en position d'accrochage sous le support de charge, et par le fait que les moyens d'extraction sont constitués par un élévateur muni d'un support de forme générale cylindrique présentant une partie supérieure de diamètre inférieur au diamètre du cercle inscrit délimité par les cliquets en position fermée et une partie inférieure de diamètre sensiblement égal au plus grand diamètre du support de charge, de telle manière que la partie supérieure passe librement entre les cliquets fermés, pour soulever le support de charge, tandis que la partie inférieure écarte les cliquets dans leur position ouverte. The installation according to the invention is characterized in that the means for introducing and maintaining the load in the oven consist of a load support of generally cylindrical shape, at least three retractable supports fixed to the lower part of the oven, outside of it, distributed over a circumference and intended to support the load support in the oven, each of these retractable supports being constituted by a tilting pawl pivoted about a horizontal axis by its lower end towards which converge two oblique ramps, one directed towards the axis of the oven and the other in the opposite direction, this pawl being able to switch between two positions determined by at least one stop, at least one of these positions being stable, the pawl being, in one of these positions, on the trajectory of the load support, and by a movable circular closure member arranged on the one hand to support the load support and on the other hand to close the open ture lower oven, this closure member having on its periphery as many stops as there are pawls, these stops pushing the pawls inward during the rise of the closure member, if necessary, and lock the pawls in the hooking position under the load support, and by the fact that the extraction means are constituted by an elevator provided with a support of generally cylindrical shape having an upper part of diameter less than the diameter of the delimited inscribed circle by the pawls in the closed position and a lower part of diameter substantially equal to the largest diameter of the load support, so that the upper part passes freely between the closed pawls, to lift the load support, while the lower part spreads the pawls in their open position.

Lors de la montée de la charge, les cliquets peuvent être aussi bien en position ouverte que fermée, les butées de l'organe de fermeture assurant le basculement des cliquets en position fermée. Les cliquets sont de simples bascules, robustes et sans ressort. La sécurité est quasi absolue. La largeur du redent déterminant l'ébat du cliquet, le maintien des cliquets en position fermée, en l'absence des butées, est assuré par la charge elle-meme et seul le soulevement de la charge par l'organe d'extraction autorise l'écartement des cliquets. Ces cliquets ont au moins une position stable qui correspond à la position écartée ou ouverte. Il n'est par contre pas nécessaire que la position fermée soit une position stable étant donné que les cliquets sont retenus dans cette position tout d'abord par les butées d'actionnement et ensuite par la charge elle-même. When the load is raised, the pawls can be in both the open and closed position, the stops of the closing member ensuring the pawls tilt in the closed position. The pawls are simple rockers, robust and without spring. Security is almost absolute. The width of the redent determining the play of the pawl, the maintenance of the pawls in the closed position, in the absence of the stops, is ensured by the load itself and only the lifting of the load by the extraction member authorizes l '' spacing of the pawls. These pawls have at least one stable position which corresponds to the spread or open position. On the other hand, it is not necessary for the closed position to be a stable position since the pawls are retained in this position first by the actuating stops and then by the load itself.

La conception de ces cliquets a en outre permis de les monter a l'extérieur de l'enceinte du four proprement dite, de telle sorte qu'ils ne se trouvent pas dans une zone surchauffée et peuvent dès lors supporter de gros efforts sans risque de déformation. The design of these pawls has also made it possible to mount them outside the oven enclosure itself, so that they are not in an overheated zone and can therefore withstand great efforts without risk of deformation.

Le dessin annexé représente, titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention. The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the invention.

La figure 1 représente une vue générale en perspective d'une installation de trempe. FIG. 1 represents a general perspective view of a quenching installation.

La figure 2 représente une vue en élévation et en coupe des moyens d'introduction et de maintien de la charge au moment de l'introduction de la charge dans le four. FIG. 2 represents an elevation view in section of the means for introducing and maintaining the load at the time of the introduction of the load into the oven.

La figure 3 représente ces mêmes moyens en position de traitement de la charge. FIG. 3 represents these same means in the load treatment position.

La figure 4 représente ces mêmes moyens lors de l'ouverture du four. Figure 4 shows these same means when the oven is opened.

La figure 5 représente les moyens d'extraction de la charge. FIG. 5 represents the means for extracting the charge.

L'installation représentée à la figure 1 comporte un bâti 1 en forme de portique portant un four de préchauffe 2 fixe, en forme de cloche, et un four cloche de traitement 3 susceptible d'être déplacé transversalement selon la double flèche F1 par des moyens conventionnels tels que des rails et une chaîne. The installation represented in FIG. 1 comprises a frame 1 in the form of a gantry carrying a fixed preheating furnace 2, in the form of a bell, and a treatment bell furnace 3 capable of being moved transversely according to the double arrow F1 by means such as rails and a chain.

L'installation comporte en outre un bac de trempe 4, une machine à laver 5, un carrousel de chargement 6, une armoire de commande 7 et un tableau synoptique 8. Le carrousel 6 comprend 4 bras 9 munis d'une fourche à deux dents 10 et 11 entre lesquelles peut passer le bras 12 d'un élévateur lorsque le bras est dans la position 9' ou 9", respectivement sous le four de traitement 3 ou sous le four de préchauffe 2. Dans le montant 13 est monté un élévateur identique à l'élévateur 12 pour l'introduction de la charge dans le four de prechauffe 2. Sur chaque bras 9 peut être monte un organe 14 servant à la fermeture du four et au soutien de la charge durant son traitement. Cet organe 14 est leve par l'élé- vateur du four dans lequel la charge doit être introduite.Le carrousel avance par pas de 900 et amène successivement les charges sous le four de préchauffe et le four de traitement. Il permet la préparation de deux charges à l'avance et permet par exemple de traiter quatre charges durant la nuit Pour la trempe, le four 3 est déplace avec sa charge au-dessus du bac de trempe 4 et la charge est extraite de four et descendue dans le bac de trempe comme ceci sera décrit plus loin. Les enceintes des fours proprement dites sont cylindriques et entourées d'une tôle visible a la figure 1. The installation also comprises a quenching tank 4, a washing machine 5, a loading carousel 6, a control cabinet 7 and a synoptic table 8. The carousel 6 comprises 4 arms 9 provided with a fork with two teeth 10 and 11 between which the arm 12 of an elevator can pass when the arm is in the position 9 'or 9 ", respectively under the treatment oven 3 or under the preheating oven 2. In the upright 13 is mounted an elevator identical to the elevator 12 for the introduction of the load into the preheating furnace 2. On each arm 9 can be mounted a member 14 used to close the oven and support the load during its treatment. lifted by the elevator of the oven into which the load is to be introduced. The carousel advances in steps of 900 and successively brings the loads under the preheating oven and the treatment oven. It allows the preparation of two loads to the advance and allows for example to process four loads during the overnight For quenching, the furnace 3 is moved with its load above the quenching tank 4 and the load is extracted from the oven and lowered into the quenching tank as will be described later. The enclosures of the ovens themselves are cylindrical and surrounded by a sheet visible in FIG. 1.

Les moyens d'introduction et de maintien de la charge dans le four ainsi que les moyens d'extraction et le fonctionnement de ces Moyens sont représentés aux figures 2 à 5. The means for introducing and maintaining the charge in the furnace as well as the extraction means and the operation of these means are shown in FIGS. 2 to 5.

A la base du four mobile, par exemple le four 3, et a l'extérieur de l'enceinte de ce four, sont fixés des crochets escamotables 15, par exemple au nombre de 3 répartis sur une circonférence. Chacun de ces crochets 15 est réalisé sous la forme d'un cliquet articulé a son extrémité inférieure autour d'un axe 16 sur un support 17. Ce cliquet présente un redent 18 dans lequel sXen- gage une butée 19 fixée sur le support 17 et qui limite l'ébat du cliquet 15 autour de son axe 16. Les deux positions limites sont deux positions d'équilibre stables. Le cliquet pourrait toutefois présenter une seule position d'équilibre stable, à savoir celle représentée à la figure 5. Le cliquet présente deux côtés obliques 20 et 21 convergents vers le bas. At the base of the mobile oven, for example the oven 3, and outside the enclosure of this oven, are fixed retractable hooks 15, for example 3 in number distributed over a circumference. Each of these hooks 15 is produced in the form of a pawl articulated at its lower end about an axis 16 on a support 17. This pawl has a recess 18 in which there is a stop 19 fixed on the support 17 and which limits the play of the pawl 15 around its axis 16. The two limit positions are two stable equilibrium positions. The pawl could however have a single stable equilibrium position, namely that shown in FIG. 5. The pawl has two oblique sides 20 and 21 converging downwards.

L'organe de fermeture 14 se présente sous la forme d'un plateau portant en son centre un noyau cylindrique constitué par une chemise en acier 22 remplie de béton réfractaire 23. Sur son pourtour, le plateau porte une couronne cylindrique 24 dont la tranche présente une rainure dans laquelle est logée une garniture de joint 25, par exemple en caoutchouc au silicone dont la base d'appui est refroidie a l'eau. La couronne 24 porte en outre autant de butées 26 qu'il y a de cliquets 15. The closure member 14 is in the form of a plate carrying at its center a cylindrical core constituted by a steel jacket 22 filled with refractory concrete 23. On its periphery, the plate carries a cylindrical crown 24 whose edge has a groove in which is housed a seal gasket 25, for example made of silicone rubber, the support base of which is water-cooled. The crown 24 also carries as many stops 26 as there are pawls 15.

Chaque butée 26 comprend un piston 27 pouvant se déplacer dans un cylindre 28 en comprimant un ressort 29.Each stop 26 comprises a piston 27 which can move in a cylinder 28 by compressing a spring 29.

La charge 30 à traiter est supportée par un support de charge 31 en forme de cloche cylindrique reposant sur le noyau 23 et entourant celui-ci. Le support de charge 31 présente à sa base un flasque 32 dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre du cercle inscrit limité par les cliquets 15 en position fermée telle que représentée à la figure 2. The load 30 to be treated is supported by a load support 31 in the form of a cylindrical bell resting on the core 23 and surrounding the latter. The load support 31 has at its base a flange 32 whose outside diameter is greater than the diameter of the inscribed circle limited by the pawls 15 in the closed position as shown in FIG. 2.

Le dispositif fonctionne de la manière suivante
les cliquets 15 étant dans la position représentée à la figure 2, ou dans la position représentée à la figure 5, l'organe de fermeture 14 est soulevé par l'élévateur 12 avec le support de charge 31 et sa charge 30. Si les cliquets sont en position fermée telle que représentée a la figure 1, le flasque 32 vient buter contre les rampes 21 en écartant les cliquets et en comprimant les butées élastiques 26 qui viennent rencontrer les rampes 20. Le basculement des cliquets est limité par les butées 19 qui assurent, s'il y a lieu, le centrage du support de charge 31. L'organe de fermeture 14 est appliqué contre la base du four 3 de telle sorte que sa garniture 25 ferme l'enceinte du four de manière étanche pendant la durée du traitement (figure 3).Le traitement terminé, 11 organe de fermeture descend (figure 4) et le support de charge 31 vient reposer par son flasque 32 sur les cliquets 15 retenus par leurs butées 19. Le four peut ensuite se déplacer au-dessus du bac de trempe 4. Ce bac de trempe est également équipé d'un élévateur muni d'une couronne circulaire 33 présentant une partie supérieure cylindrique 33a de même diamètre que la partie cylindrique du support de charge 31, c'est- -dire de diamètre inférieur au diamètre du cercle inscrit délimité par les cliquets 15 en position fermée et une partie cylindrique inférieure 33b de diamètre sensiblement égal au diamètre du flasque 32 du support de charge, c'est-à-dire de diamètre supérieur au diamètre dudit cercle inscrit.Lors de l'ascension de la couronne 33 sa partie 33a passe librement entre les cliquets fermés (figure 4) et vient soulever le support de charge 31. Dès que celui-ci a quitté les cliquets 15, la partie 33b de la couronne vient buter contre les rampes 21 des cliquets et écarter ceux-ci qui basculent alors dans leur position ouverte (figure 5) dans laquelle ils restent sous l'effet de leur propre poids. La couronne 33 peut alors redescendre avec le support de charge 31 et sa charge 30 en immergeant cette charge dans le bac de trempe. Le four 3 revient à sa position initiale (figure 1) et il est prêt à recevoir une nouvelle charge.The device works as follows
the pawls 15 being in the position shown in Figure 2, or in the position shown in Figure 5, the closure member 14 is lifted by the elevator 12 with the load support 31 and its load 30. If the pawls are in the closed position as shown in Figure 1, the flange 32 abuts against the ramps 21 by spreading the pawls and compressing the elastic stops 26 which come to meet the ramps 20. The tilting of the pawls is limited by the stops 19 which ensure, if necessary, the centering of the load support 31. The closure member 14 is applied against the base of the oven 3 so that its lining 25 closes the oven enclosure tightly for the duration of the treatment (Figure 3). When the treatment is finished, the closing member descends (Figure 4) and the load support 31 comes to rest by its flange 32 on the pawls 15 retained by their stops 19. The oven can then move around. above the quench tank 4. This t tank ramp is also equipped with an elevator fitted with a circular crown 33 having a cylindrical upper part 33a of the same diameter as the cylindrical part of the load support 31, that is to say of diameter less than the diameter of the inscribed circle delimited by the pawls 15 in the closed position and a lower cylindrical part 33b of diameter substantially equal to the diameter of the flange 32 of the load support, that is to say of diameter greater than the diameter of said inscribed circle. When ascending the crown 33 its part 33a passes freely between the closed pawls (Figure 4) and raises the load support 31. As soon as it has left the pawls 15, the part 33b of the crown abuts against the ramps 21 of the pawls and spread these which then switch to their open position (Figure 5) in which they remain under the effect of their own weight. The ring 33 can then descend with the load support 31 and its load 30 by immersing this load in the quenching tank. The oven 3 returns to its initial position (Figure 1) and is ready to receive a new load.

L'exécution décrite est susceptible de nombreuses variantes. Par exemple, les butées 26 peuvent être rigides, l'élasticité étant remplacée par un certain jeu au niveau des butées 19. D'autre part, les cliquets 15 pourraient avoir une seule position d'équilibre stable, soit celle représentée à la figure 5. Dans ce cas, leur fermeture serait assurée dans tous les cas par les butées 26 et leur ouverture serait automatique dès que l'on soulève le support de charge. Il est toutefois judicieux de conserver l'épaulement de la couronne d'extraction 33 pour écarter les cliquets éventuellement restés en position fermée. En outre, le support de charge ne doit pas être obligatoirement muni d'un flasque, le diamètre de la partie cylindrique 31 étant alors dans ce cas égal au diamètre du flasque 32. The execution described is susceptible of numerous variants. For example, the stops 26 may be rigid, the elasticity being replaced by a certain clearance at the level of the stops 19. On the other hand, the pawls 15 could have a single stable equilibrium position, that is that represented in FIG. 5 In this case, their closure would be ensured in all cases by the stops 26 and their opening would be automatic as soon as the load support is raised. However, it is wise to keep the shoulder of the extraction crown 33 to separate the pawls which may have remained in the closed position. In addition, the load support does not have to be provided with a flange, the diameter of the cylindrical part 31 then being in this case equal to the diameter of the flange 32.

Claims

1. Installation for heat treatment with a movable bell furnace, comprising means for raising the charge to be treated in the furnace, means for introducing and maintaining this charge in the furnace, and means for extracting this charge for its introduction into a quench bath, characterized in that the means for introducing and maintaining the charge (30) in the furnace are constituted by a charging support (31) of generally cylindrical shape, at least three retractable supports ( 15,16,19) fixed to the lower part of the oven, outside thereof, distributed over a circumference and intended to support the load support in the oven, each of these retractable supports (15,16,19 ) being constituted by a rocking pawl (15) pivoted about a horizontal axis (16) by its lower end towards which converge two oblique ramps (20,21), one (20) directed towards the axis of the oven and the other (21) in the opposite direction, this pawl (15) being able to switch between two positions determined by at least one stop (19), at least one of these positions being stable, the pawl (15) being, in one of these positions, on the trajectory of the load support (31) and by a movable circular closing member (14) arranged on the one hand to support the load support (31) and on the other hand to close the lower opening of the oven, this closing member (14) having on its periphery as many stops (26) that there are pawls (15), these stops (26) pushing the pawls (15) inwards when the closure member (14) is mounted, if necessary, and locking the pawls (15) in the hooking position under the load support (31), and by the fact that the extraction means are constituted by an elevator provided with a support (33) of generally cylindrical shape having an upper part lower (33a) of diameter less than the diameter of the inscribed circle delimited by the pawls (15) in the closed position and a lower part (33b) d e diameter substantially equal to the largest diameter of the load support (31), so that the upper part (33a) passes freely between the closed pawls (15), to lift the load support (31), while the part lower (33b) spreads the pawls (15) in their open position.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the load support (31) is in the form of a cylindrical bell provided with a flange (32) intended to bear on the pawls (15).

3. Installation according to claim 1, characterized in that each pawl (15) has a recess (18) in its upper part, in which engages a fixed stop (19), the width of the recess (18) determining l 'rattle of the pawl (15), and that it has two stable equilibrium positions on either side of this stop (19).

4. Installation according to claim 1, characterized in that the locking stops (26) of the pawls (15) are mounted radially and elastically on a peripheral ring (24) of the closure member (14).

5. Installation according to claims 2 and 4, characterized in that the closure member (14) has at its center a core (23) of refractory material intended to engage in the load support (31) to support this one.