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" Nouveau proaédé de traitement thermique des aorps oreux par l'intérieur et dispositif de chauffage par induation poar la mise en oeavre de ce procédé ".
La présente invention se rapporte, de manière générale, au chauffage, de l'intérieur et par induction, de corps creux métalliques on de leurs parois, par exemple lorsque les parois oa autres parties à chauffer sont inaccessibles, ou dans le
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cas de corps auxquels on peut accéder de l'extérieur, lorsqu' on désire chauffer une partie voisine de la surface intérieu- re, sans que les parois extérieures plus ou moins éloignées soient indûment chauffées.
Une des applications pratiques du procède est le chauf- fage des parois d'un tambour de frein en vue d'un traitement thermique quelconque, soit qu'il s'agisse de trempe, de nor- malisation ou de recuit, soit qu'il s'agisse d'obtenir un ré- sultat permanent ou un effet utile comme phase intermédiaire d'un procède et ceci dans le cas où la surface extérieure du tambour est rendue inaccessible pour l'application d'enroule- ments inducteurs, par exemple en raison du fait que cette sur- face extérieure présente des nervures, des saillies ou d'au- tres protubérances, soit dans le cas où l'on désire que le traitement thermique soit limité plus ou moins à la surface intérieure, ou commence au moins à la dite surface.
Une autre application pratique de grande importance du procédé en question consiste dans la fabrication en série des moyeux de roues des voitures automobiles, des moyeux solidai- res du plateau arrière du tambour de frein, ou des moyeux so- lidaires du tambour de frein dans le cas où l'on désire sup- primer la bague intérieure ou pièce oylindrique de roulement en matière trempée ( bague ou cylindre qui sont à l'ordinaire des pièces distinctes du moyeu ) et tremper en revanche la partie cylindrique intérieure du dit moyeu, afin que oelle-ci puisse agir directement comme surface portante ou chemin de roulement pour des paliers à rouleaux.
Une autre application de l'invention consiste dans la fabrication d'un cylindre à parois minces possédant une ré- sistance élevée à l'usure, une grande résistance mécanique et un poids minimum.
Le problème qui se présente dansle cas envisagé consiste
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à porter la partie intérieure du moyeu à la température re- quise avant que la chaleur puisse être transmise par conduc- tion et en quantité suffisante aux parties les plus éloignées du moyeu de manière à élever de façon indue la température de oelle-ci.
On aonnatt déjà le moyen oonsistant à ahauffer les pa- rois d'un corps creux ou la partie extérieure des parois d' un corps creux par induction et à ltaide d'une bobine entou- rant le dit corps, oette bobine comportant un circuit magné- tique constitué en grande partie par de l'air ou par de la matière non magnétique, sauf le corps à chauffer qui fait partie du circuit magnétique et qui peut être fait en matiè- re magnétique. Il a été constaté que ce procédé n'est ni pra- tique, ni économique pour le chauffage de l'intérieur de la façon exposée oi-dessus, en particulier dans le cas où il est nécessaire de chauffer rapidement des corps creux de faible diamètre intérieur, de l'ordre de 30 centimètres et au-des- sous.
Des tentatives pour effectuer un tel chauffage intéri- eur, à l'aide des bobines d'induction usuelles sans noyau, ont échoué apparemment en raison de ltimpossibilité de faire passer un courant suffisant à travers la bobine pour effeo- tuer le travail nécessaire dans le temps requis, sans dété- riorer la bobine et ( ou ) les conducteurs.
Le demandeur a constaté qu'on pouvait mettre en oeuvre une quantité considé- rable d'énergie en munissant la bobine d'induction, ou l'en- roulement hélicoïdal, d'un noyau intérieur de perméabilité élevée, constitué de préférence par des lamelles radiales ou de construction équivalente, de manière à obtenir un noyau à perméabilité élevée, mais résistant aux courants parasites et en particulier aux courants induits, ayant tendance à cireu- ler normalement à la direction du flux magnétique.
Lorsque le
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noyau est destiné à supporter des températures élevées, il est préférable de construire le dit noyau en an alliage d' acier ayant une composition telle qu'il puisse garder ses pro- priétés magnétiques aux températures élevées et par exemple en aoier au cobalt et au nickel contenant an pourcentage éle- vé de cobalt, par exemple 70 % environ. Le noyau est établi de manière à former an circuit magnétique qui se ferme avec un entrefer minimum sur la paroi ou le corps de ltobjet à chauffer qui est ordinairement en fer ou en alliage de fer.
Cette possibilité de mettre en oeuvre des quantités éle- vées d'énergie est essentielle lorsqu'il est nécessaire de tremper la surface cylindrique intérieure du moyeu d'une roue d'automobile fait en fer ou en alliage de fer, tout en évitant un chauffage des parties éloignées du moyeu, chauffage qui se- rait de nature à altérer les quantités normales ou les quali- tés désirées du moyeu.
En conformant le noyau feuilleté de telle manière qu'il entoure la partie intérieure et la partie extrême de la bobine inductrice et qu'il forme avec la partie de la pièce de fer à chauffer une enveloppe ou carter sensiblement complet pour la bobine, on obtient un flux magnétique confiné dans le dit noy- au et dans la dite partie de la pièce à traiter et il en ré- sulte l'avantage que les accessoires voisine ou les éléments de construction du noyau; accessoires et éléments tels que les bagues immobilisant les lamelles et le mandrin de centrage destiné à centrer la bobine d'induction dans le moyeu, ne sont pas traversés par une quantité sensible de flux magnétique; ils en sont au moins protégés à un degré suffisant pour évi- ter un chauffage indu, par induction, des accessoires préai- tés.
L'invention a encore pour but de réduire de diverses manières la reluctanae de celle des parties du circuit magné-
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tique de l'enroulement de chauffage qui est située à l'inté- rieur de la pièce creuse) de telle façon que cette reluotance ait une valeur comparable à celle de la reluotanoe de la par- tie du circuit magnétique située à l'extérieur du oorps creux, lorsque le dit corps creux est entouré par un enroulement.
Un tel résultat peut être réalisé grâce à la disposition d' un noyau magnétique intérieur. Le traitement thermique par induction des surfaces extérieures des pièces de section cir- culaire est réalisé aisément à l'aide d'enroulements ne com- portant pas de noyaux magnétiques extérieurs,en raison du fait que la section transversale de la partie aérienne du cir- cuit magnétique est pour ainsi dire illimitée et qu'elle as- sure par conséquent une reluctance suffisamment faible. Toute- fois)lorsque la pièce en traitement elle-même, par exemple dans le cas de traitement thermique de surfaces intérieures des objets creux, constitue la partie extérieure du circuit magnétique de la bobine ou de l'enroulement de chauffage, cet- te situation se trouve inversée.
Du fait que la partie aérien- ne du circuit magnétique, partie placée à l'intérieur de la pièce à travailler, est circonscrite par celle-ci, sa section se trouve ainsi limitée et par consséquent la reluctance de cette partie du circuit se trouve augmentée. Lorsqu'on traite des corps creux de faible diamètre, tels par exemple que les moyeux de roues de voitures automobiles, la section de la partie considérée du circuit magnétique devient tellement ré- duite que la reluotanoe peut atteindre une valeur 10 ou 12 fois plus grande que oelle de la partie aérienne du circuit magnétique de l'enroulement de chauffage lorsque celui-ci est utilisé pour le traitement de surfaces extérieures.
Le deman- deur oroit que c'est là la raison des échecs qu'ont subi les tentatives de chauffer des corps creux à l'aide d'inducteurs sans noyau, raison qui n'a pas été prise en considération
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jasqulioi. La quanti4 d'énergie nécessaire pour le traite- ment thermique, à l'aide d'un inducteur sans noyau, d'une pièce creuse de diamètre relativement faible, pièce telle qu' un moyeu. de roue de véhicule automobile, serait non seulement
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prohibitive au point de vue éoonomique, elle entraînerait en- core des difficultés d'ordre pratique;
il serait en effet impossible en pratique de loger dans un espace ainsi limité
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une bobine inductrice de dimensions suffisantes pour véhicu- ler les courants d'intensité maximum permettant à l'induoteur
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sans noyau à'engendrer le flux requis pour un tel traitement thermique.
Un autre aspect de l'invention consiste à mettre en oeuvre une quantité d'énergie assez élevée pour déterminer, dans la pièce areuse dont la paroi intérieure subit un trai- tement thermique, un état dTautofrettage en vue d'un renfor-
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3ement effectif des parois. 2ar les mots état cltautofrettage, le demandeur désigne une telle distribution d'efforts de com- pression ( dans la paroi intérieure ayant subi un traitement thermique ) et a-efforts de tension ( dans la paroi extéri- eure non traitée par de la chaleur gradée à laquelle la pointe de la courbe de tensions de la paroi ( entre la face intérieure et la face extérieure de celle-ci ) finit par s'
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arrondir.
Ltantofrattage a été appliqué en artillerie, où il a été réalisé à l'ordinaire soit par contraction de tubes, bagues ou bandes de renforcement extérieurs, soit par com-
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pression effectuée de Itintérieur des zones internes de la paroi soumises à une pression hydraulique élevée;
toutefois à la connaissance du demandeur 1 lJautofrettage nta jamais été réalisé jazqu'ici, dans le cas de parois sans solution de con- tinuité, par traitement thermique par in&uotion, Conformément au procédé obje't de 1 tinvention1on réalise l'aut0frettage par la mise en oeuvre 4te qaantité élevée
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d'énergie et par un chauffage extrêmement rapidede manière à éviter des chutes graduelles de température entre celle des régions intérieures qui est chauffée au delà du point de re- oalesoenoe et oelle des régions extérieures qui est mainte- nue à une température suffisamment basse pour qu'elle contri- bue efficacement à la trempe, c'est-à-dire quton détermine une chute brusque de température entre les deux zones en question,
après quoi on cesse brusquement le chauffage dès que la température désirée est atteinte, et on procède à la trempe avant que se soit produit un ohangement dans le rap- port entre les températures respectives des régions de la pièce traitée ; cette trempe est effeotuée brusquement ( et uniformément en ce qui concerne la région portée à la tempé- rature de reoalesoenoe ),de manière à déterminer un changement brusque dans la dureté da métal, en allant de la région inté- rieure ohauffée vers la région extérieure non chauffée; de plus,la région durcie présente une dureté accrue uniforme . tandis que la région extérieure conserve régulièrement sa du- reté normale non affectée par le traitement thermique.
L'in- vention prévoit ensuite la réalisation de l'état dfautofret- tage et l'augmentation de la résistance par le réglage du de- gré de dureté et de lépaisseur de la région intérieure dur- cie, comparée à celle de la région extérieure non durcie, de telle faon que la courbe des tensions de l'épaisseur totale dans la paroi soit de nature à augmenter la résistance maxi- mum de oelle-oi.
L'invention porte également sur un objet creux à parois solidaires faites en une seule et même pièce et se trouvant à l'état d'autofrettage de manière à augmenter dans une pro- portion très considérable la résistance du dit objet.
Ceci supplique en particulier aux pièces comportant des parois relativement minces et de diamètre relativement
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faible de l'ordre de ceux des alésages des moyeux de roues des voitures automobiles ou des cylindres de moteurs, etc...
Dans la fabrication en série de certains objets il a été constaté qu'il était possible et extrêmement avantageux de faire varier légèrement la forme de l'objet à traiter, en particulier celle du moyeu, d'une roue, afin de le rendre plus susceptible d'être chauffé rapidement par induction avec des pertes minimum de puissance et de chaleur, sans amoindrir la résistance mécanique et sans qa'il résulte un préjudice quel- conque pour les fonctions mécaniques désirées du dit moyeu.
Les bats et les avantages ci-dessus exposés et divers autres avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au cours de l'exposé qtzi va suivre, avec référence au dessin annexé. sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe longitudinale le long de l' axe d'un mode de réalisation préféré de l'invention. on a montré en élévation sur cette figure une partie du noyau cen- tral ;
La figure 2 est une vue.partielle de détail montrant en élévation une partie de la bague d'espacement des lamelles ;
La figure 3 est une vue partielle en perspective et à plus grande échelle d'un autre mode de réalisation du conduc- tear tabulaire ;
Les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en plan et en coupe d'un autre mode de réalisation des lamelles ;
La figure 6 est une vue schématique en élévation de face d'un groupe d'éléments chauffants ;
La figure 7 est une vue en plan du dispositif montré sur la figure 6.
Les figures 8 et 9 sont respectivement des coupes par ¯un plan vertical et par un plan horizontal de la partie, trai-
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tée thermiquement, d'un moyeu de roue dtune voiture automo- bile, cette partie étant à l'état d'autofrettage;
Les figures 10 et 11 sont respectivement des coupes transversales suivant ltaxe d'un mode de réalisation perfec- tionné de l'appareil; ces figures expliquant le procède per- fectionné, objet de l'invention, conformément auquel on obtient une trempe complète et immédiate.
La figure 10 montre à la fois ltenroulement pour le traitement thermique et le dispo- sitif dispersion en position de travail par rapport à la pièce à traiter ; la figure 11 montre le dispositif dtasper- sion en état de fonctionnement, ltenroulement étant enlevé;
La figure 12 est une oourbe indiquant la dureté des diverses parties de la paroi ( dans le sens de ltépaisseur ) et le rapport qui existe entre les régions intérieure et ex- térieure de la dite paroi ;
La figure 13 est, à échelle très agrandie, une aoupe partielle, par un plan horizontal, de la paroi dtune pièce traitée oonformément à l'invention; on voit sur cette figure la distribution des efforts à l'intérieur de la dite paroi, respectivement avant et après le traitement ;
La figure 14 est une élévation de coté, avec coupe par- tielle montrant un dispositif de refroidissement extérieur au cours du chauffage ;
La figure 15 est une coupe verticale d'un cylindre trai- té oonformément à la présente invention;
La figure 16 est une vue en coupe, suivant la ligne 16-16 de la figure 15 ;
La figure 17 est une coupe verticale schématique mon- trant les positions respectives de l'appareil et de la pièce traitée au cours du traitement thermique ;
La'figure 18 est une vue schématique analogue à oelle de la figure 15 et montrant les positions respectives de l'
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appareil et de la pièce traitée au cours de la trempe.
Comme on le voit sur le dessin, et en particulier sur les figures 1 et 2, l'invention,qui y est représentée,stap- plique au chauffage interne d'un moyeu d'une roue d'automo- bile en vue de soumettre à un traitement thermique une par- tie solidaire du dit moyeu et destinée à fonctionner comme chemin de roulement.
Le moyeu 1 peut faire partie soit d'un ensemble consti- tué par un moyeu et par an tambour de frein solidaires l'un de l'autre, soit d'un ensemble formé par un moyeu et par la partie arrière d'un tambour de frein également solidaire, il peut aussi être constitué tout simplement par un moyeu de roue d'un type connu, quelconque comportant a l'intérieur, un chemin de roulement d'un palier à. rouleaux.
Le moyeu est pour- vu, à son extrémité extérieure, d'un alésage conique usuel 2 destiné à recevoir l'essieu et, à son extrémité intérieure, d' un alésage 3, de dimensions relativement importantes/qui est destiné à former chemin de roulement à rouleaux et qui aompor- te, sur sa paroi intérieure,une partie 4 à saillie radiale di- rigée vers 1=intérieur, partie solidaire du moyen et formant chemin de roulement d'un palier à rouleaux.
C'est cette partie de moyeu qui, dans le cas présent, doit être trempée,sur sa surface intérieure et au voisinage de celle-ci,par un traite- ment thermique convenable localisé afin qutelle puisse rempla- oer une pièce rapportée usuelle en acier trempée utilisée com- me chemin ou bagne de roulement d'an palier à rouleaux.
Le moyeu, montré sur le dessin est du type comportant une partie arrière d'un tambour de frein solidaire du moyeu, dé- signée par 5. Le moyeu, possède la section transversale usuelle avec certaines différences de nature à favoriser le traitement thermique par induction, ainsi qu'on le décrira plus loin, sans qu'il en résulte un préjudice quelconque pour les propriétés
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mécaniques désirées du moyeu et sans que sa résistance méca- nique s'en trouve diminuée.
La différence avec les moyeux de forme connue consiste principalement dans une légère rédaction de la section annu- laire 6, rédaction qu'on obtient en creusant ( de l'intérieur vers ltextérieur ) la partie annulaire évidée 7 et en ajoutant des éléments de renforcement en métal sous forme de nervures 8, afin de compenser le métal éliminé, ces nervures s'étendant dans le sens longitudinal et axial de façon quelles soient disposées dans des plans sensiblement perpendiculaires au tra- jet des courants induits.
La partie 6 peut également être ré- duite par élimination d'une partie du métal sur sa surface ex- térieure et par substitution à cette partie du métal, de ner- vures de renforcement disposées de manière à présenter une sur- faoe rayonnante maximum et orientées de toute façon appropriée pour que l'impédance aux courants induits soit portée au maxi- mum. La. construction indiquée en dernier lieu peut remplacer oelle mentionnée en premier lieu ou peut être combinée avec celle-ci. On remarquera toutefois qu'en creusant vers l'exté- rieur l'évidement 7 et en utilisant des nervures de renforoe- ment 8,on accentue la démarcation de la partie du chemin de roulement annulaire qui s'étend vers l'intérieur et l'on oon- tribue ainsi à looaliser la chaleur engendrée dans celle-ci.
A ltintérieur du moyeu et à une très faible distance de la surface intérieure 3 de la partie du moyen formant chemin de roulement d'un palier à rouleaux est disposé l'élément de chauffage par induction qui comporte, de manière générale, un enroulement induoteur hélicoidal 9 constitué par un conducteur tubulaire 10 et un noyau feuilleté 11 creux, de forme cylin- drique et de perméabilité élevée, ce noyau s'étendant clans le sens radial et vers l'extérieur au-delà des extrémités supéri- eure et inférieure de l'enroulement hélicoidal pour aboutir au
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voisinage immédiat de la paroi intérieure du moyen;
les spi- res de l'enroulement conducteur hélicoïdal sont isolées aon- venablement du noyau et entre elles à l'aide d'au manohon 12 et des rondelles 13 en mica oa autre matière isolante. L'in- vention prévoit également l'utilisation, aa lieu du manohon et ( ou ) des rondelles de mica, d'un émail isolant,de forme connue oa de toute autre forme aonvenable.
L'élément chauffant est de construction robuste, il est porté fermement par un mandrin 14 dont l'extrémité supérieure est de forme conique de manière à venir s'appliquer intimement contre les parois de l'alésage oonique du moyeu; ce mandrin comporte dans sa partie inférieure un alésage disposé dans le sens de l'axe et destiné à recevoir de l'eau de réfrigération, comme on l'expliquera ci-après.
Les lamelles du noyau 11 sont disposées radialement au- tour du mandrin 14 et sont serrées sur celui-ci à l'aide de la bague de serrage supérieure 16,qui est fixe,et de la bague de serrage inférieure 17,qui est mobile ; leserrage de celle- ai par poussée vers le haut contre les lamelles est assuré par l'anneau 18, par la rondelle 19 et par l'écrou de serrage oa chapeau taraadé 20 qai vient se visser sur la partie inféri- eure 21 de section réduite du mandrin 15.
pour espacer angu- lairement les lamelles du noyau 11, on loge chacune des par- ties inférieures extérieures de ces lamelles dans des fentes radiales 22, également espacées angalairement, ménagées sur la face supérieure da bord périphérique 23 de l'anneau 18 for- mant base, Le dit anneau 18 maintient ainsi les lamelles mon- tées sur le mandrin, dans leur position radiale appropriée, tandis que les bagues de serrage 16 et 17 assurent le bon con- tact, au point de vue thermique,;.entre les lamelles et le man- drin, ce qui facilite grandement l'échange de chaleur entre le noyau et le mandrin refroidi par. de l'eau.
L'espacement
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angulaire des lamelles assure un isolement parfait de celles- ci entre elles aux endroits où la densité du flux atteint sa valeur maximum. La. borne inférieure 24 de l'enroulement con- duateur est prolongée vers le bas ; elle traverse un orifice 25 prévu dans l'anneau 18 formant base. anneau par rapport auquel elle est isolée par l'air, un intervalle approprié étant ména- gé entre ltanneau et la borne, quoiqu'on puisse utiliser à cet effet un isolant solide convenable, oe prolongement est destiné à établir une aonnexion éleotrique aveo une source con- venable de dourant alternatif;
il peut être relié de plus à une source aonvenable de fluide réfrigérant non montrée sur le dessin et qui peut être de toute forme convenable ( connue ou autre ) alors que la borne supérieure 22' se prolonge à lt intérieur de l'alésage intérieur 26 du mandrin et traverse ainsi un orifioe 27 prévu dans la paroi de la partie creuse du mandrin, la liaison entre la borne supérieure et l'alésage 26 du mandrin étant étanche aux fluides;
la liaison électri- qué de la borne supérieure de l'enroulement avec l'autre pôle de la source de aourant, de même que les connexions avec le passage pour le fluide, est parachevée par le mandrin lui-même par une connexion électrique appropriée et par un serrage étanohe aux fluides de l'écrou 20, dont l'extrémité inférieure est pourvue à oet effet dtun orifice tarandé 28.
Il oonvient de plus d'isoler la borne supérieure de l' enroulement hélicoïdal par rapport au mandrin qui le supporte et par rapport au noyau feuilleté en étendant vers le bas et à travers le mandrin, un prolongement isolé du conducteur tu- bulaire, prolongement qui est utilisé pour l'établissement des connexions électriques extérieures et pour l'amenée du fluide. L'élément de chauffage est supporté par un soole 29 et à l'aide d'un anneau 30 formant siège.
Les proportions respectives des organes de l'élément de
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ehauffage et de l'objet à traiter sont choisies de telle fa- on que, lorsque le moyeu 1 est placé par an mouvement descen- dant sur l'élément de chauffage 2, celui-ci soit convenable- ment centré et disposé à l'intérieur du moyeu, à l'aide du prolongement aonique supérieur 15 da mandrin;
l'épaulement supérieur de la bague de serrage 16 et la surface extérieure des spires de l'enroulement conducteur hélicoïdal ou de l'in- ducteur seront alors disposées parallèlement à ( et au voisi- nage immédiat de ) la surface intérieure de la partie annu- laire du moyeu qu'il s'agit de soumettre à un traitement ther- mique, partie destinée à former palier, tandis que l'enroule- ment hélicoïdal sera entouré ou enveloppé à peu près entière- ment, c'est-à-dire en partie par le corps du moyeu et en par- tie par le noyau feuilleté 11, qui s'étend au-delà de la sur- face intérieure de l'enroulement hélicoïdal et autour de cet- te surface, alors qu'il s'étend radialement et vers l'exté- rieur au delà des bords supérieurs et inférieurs du dit en- roulement.
Il est clair que la construction qui vient d'être décrite asaure Une concentration extrême de l'énergie électro- magnétique avec des pertes minimes dues aux fuites magnétiques ou à la dissipation de flux et aux oourants induits, pour aug- menter encore cette concentration de l'énergie électro-magné- tique, en particulier lors de l'utilisation de fréquences éle- vées, on peut donner au conducteur tabulaire, avec lequel on constitue l'enroulement hélicoïdal, la forme montrée sur la figure 3.
Dans ce mode de réalisation,le conducteur comporte une paroi extérieure relativement épaisse, une paroi intéri- eure et des parois supérieure et inférieure qui sont relati- vement minces, la paroi extérieure servant principalement de conducteur du courant d'excitation, tandis que les parois su- périeure et inférieure et,la paroi intérieure servent princi- palement à contenir le fluide réfrigérant. Toutefois, dans
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bien des cas, lorsque les conditions imposées ne sont pas ri- goureuses, le conducteur peut être plein, de section rectan- gulaire ou circulaire et de poids relativement important.
Four réduire le pouvoir d'absorption du conducteur par rapport à la chaleur rayonnée par la surface de la pièce à travailler et pour maintenir ainsi à la même valeur la con- ductibilité, on peut plaquer et polir la surface extérieure du conducteur en vue de la rendre réfléchissante à un degré élevé. Quoi qu'il soit déjà. connu de réaliser l'isolement thermique par réflexion, l'utilisation de ce mode d'isolement dans le but qui vient d'être indiqué et le dispositif dans le- quel il est réalisé semblent être nouveaux et brevetables.
'Un autre avantage de la surface réfléchissante telle qu'elle est utilisée dans le cas présent oonsiste dans le fait que ) tout en permettant d'éviter le chauffage du conducteur par absorption de la chaleur rayonnée par la pièce à travailler, elle détermine un chauffage rapide de celle-ci en raison de l'effet de réverbération qui se produit entre la surfaoe ré- fléchissante et la pièce traitée.
Il est préférable de reoou- vrir le conducteur dtun revêtement de chrome .par exemple ( ce revêtement étant oxydé .de manière à obtenir une pellicule à grand pouvoir isolant au point de vue électrique ) et, après qu'il a été monté sur l'appareil de chauffage, de brunir ou de polir par tout autre moyen approprié,sa surface extérieure de façon à obtenir une surface à très grand pouvoir réfléchis- sant et dont les propriétés isolantes, au point de vue ther- mique, soient élevées.
L'invention prévoit également le moyen consistant à aug- menter la perméabilité au flux du noyau feuilleté en amenui- sant les lamelles vers l'intérieur et dans le sens radial, com- me on l'a montré sur les figures 4 et 5, de telle façon que les lamelles 35 soient en contact les unes avec les autres
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suivant des plans radiaux et forment, en effet, un noyau annu- laire sensiblement confina. Dans ce mode de réalisation, on peut, bien entendu, isoler les lamelles entièrement ou en par- tie de toute manière appropriée quelconque et par exemple par oxydation.
Au cours du fonctionne ment. la borne 24 et l'éorou de serrage 20, qui constituent les bornes électriques de l'enrou- lement hélicoïdal inducteur, sont reliées, par l'intermédiaire des conducteurs 31 et 32, à une source convenable 33 de cou- rant alternatif,de préférence de fréquence élevée, le circuit ainsi établi étant commande par un interrupteur convenable, ou par un autre dispositif analogue,indiqué schématiquement en 34. A la suite de l'application d'un tel courant, l'enroule- ment hélicoidal inducteur est excité et détermine ainsi la production d'un :flux magnétique intense concentré dans le noy- au 11 et dans la partie 4 du moyeu servant de chemin de roule- ment annulaire.
En raison de la disposition mécanique et élec- trique des organes assemblés, les courants induits sont oon- centrés dans la partie la plus intérieure de l'élément 4 for- mant palier, ce qui a pour effet de porter la température de la dite partie 4 à celle de la trempe, après quoi on coupe le courant et on enlève le moyen qu'on refroidit immédiatement de manière à obtenir la trempe looale désirée.
Pendant l'exoitation de l'enroulement hélicoidal 9, on dissipe une partie de la chaleur emmagasinée dans l'élément chauffant en faisant circuler un fluide réfrigérant convena- ble à l'intérieur des conducteurs creux de l'enroulement hé- licoidal 9 et de l'alésage central 26 du mandrin 14. Comma le mandrin précité est en parfait contact, au point de vue ther- :nique, avec le noyau magnétique 11, il se produit entre ces deux éléments un échange de chaleur, de façon à refroidir le noyas magnétique.
La circulation du fluide réfrigérant est,
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de préférence, maintenue de façon continue, afin de continuer le refroidissement de Isolément chauffant après que l'excita- tion de l'enroulement a cessé et que le moyen a été enlevé.
Au cours de l'opération de chauffage .lorsque la tempé- rature de la partie intérieure extrême de l'élément 4 servant de palier atteint une valeur correspondant à la recalescence, la zone de densité de courant maximum se déplace vers l'exté- rieur, mais la quantité dténergie mise en oeuvre atteint une valeur tellement élevée que la production de chaleur dans la. partie extérieure ( en raison du dit déplacement vers l'exté- rieur de la densité de courant maximum ) et tout chauffage indésirable de la partie extérieure, par conduction de la cha- leur provenant de la partie intérieure, ne pourront avoir lieuavant que la partie intérieure ntait été portée à la tem- pérature de trempe désirée.
En fait, oette élévation de tem- pérature se produit si rapidement que les parties annulaires extérieures et autres zones voisines resteront assez froides pour contribuer au refroidissement ou à la trempe de l'élé- ment 4 servant de palier, et des parties extérieures et voi- sines qui restent bien au dessous de la température de trempe, afin que les parties restantes du moyeu oonservent les carac- téristiques mécaniques désirées.
Sur les figures 8 et 9,on a montré une pièce ayant subi le traitement thermique complet oonformément au procédé ci- dessus exposé et possédant, à la suite du dit traitement,des parois à l'état d'autofrettage. Les diverses parties de la pièce montrée sur ces figures, parties identiques à celles représentées sur la figure 1, sont désignées par les mêmes chiffres de référence, on a désigné en particulier par 55 la zone trempée par traitement thermique ( zone hachurée à traits rapprochés ),tandis que la zone extérieure /non chauffée de du- reté normale, dureté correspondant à oelle que le métal pré-
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sente avant le traitement thermique, a été désigne par 56.
La. zone intermédiaire reliant les deux zones en question est désignée par le chiffre de référence 57.
Sur la figure 2. on a représenté la courbe des duretés des diverses parties de la paroi en allant de l'intérieur ( partie de gauche de la figure ) .vers l'extérieur ( partie de droite de la même figure ); on a adopté,comme échelle des duretés.l'échelle Rockwell 0.
La dureté normale de la zone extérieure 56 est de l'or- dre de 10;tandis que dans la zone intérieure,traitée par l' application de chaleur, elle est de 58 à 60 environ. Les zones extrêmes et la zone intermédiaire sont désignées sur le sché- ma de la figure 12 par des lignes indiquant les dimensions et par les mêmes chiffres de référence que sur les figures 8 et 9.
Il y a lie u de remarquer que la dureté de la zone inté- oelle rieure 55,ayant subi un traitement thermique.et/de la zone extérieure 56, non traitée thermiquement, sont sensiblement uniformes dans le sens radial. Il y a lieu d'observer ensuite que la zone intermédiaire 57 est de très faible épaisseur (de l'ordre de 7/10 de m/m ). Le passage entre la zone trempée 55 et la zone non trempée 56 est donc extrêmement brusque. outre les duretés uniformes des zones respectives 55 et 56 et le passage brusque entre celles-ci, il y a lieu de noter surtout les particularités caractéristiques ci-après,qui con- tribuent toutes à augmenter considérablement la résistance de la pièce traitée, en raison de l'autofrettage.
L'épaisseur ( dans le sens radial ) de la zone trempée est sensiblement uniforme sur toute la longueur et sur tonte la largeur de l' anneau formé par la dite zone. La pièce n'a pas subi de dis- torsion à la suite du traitement thermique ; elle conserve la même forme géométrique qu'elle avait avant le traitement. Elle
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n'a subi de déformation ni dans le sens axial, ni dans le sens radial. De plus.les dimensions de la surface intérieure de la zone 55 de la pièce finie n'ont pas été modifiées d'une quan- tité supérieure à 0,025 ou 0,05 m/m.
Tous ces faits, pris dans leur ensemble, ont pour conséquence d'augmenter effioa- oement la résistance de la pièce traitée et d'assurer une fa- brication économique.en raison de la rédaction au minimum des opérations d'usinage et de meulage de la surface trempée et parfois même en raison de la possibilité de supprimer les di- tes opérations. Le fonotionnement de la pièce ainsi obtenue se trouve amélioré, son homogénéité et sa durée sont augmen- tées ; elle résiste plus à l'usure et ses caractéristiques, quant à la fatigue, sont améliorées.
Ainsi quton l'a indiqué précédemment, cette uniformité de trempe dans la zone trempée est obtenue grâce à la durée extrêmement faible de la période d'application dténergie élec- trique, cette énergie étant appliquée en quantités très éle- vées de ltordre de 15 à 20 KW par 645 m/m2 de surface traitée de telle sorte qu'on ne oonstate qu'une minime baisse gradu- elle de température, et même pas de baisse graduelle du tout, entre la zone ohauffée et oette zone extérieure non chauffée qui, en raison de son état relativement non chauffé.contribue si efficacement à la trempe lorsque l'application d'énergie est interrompue brusquement,
oette trempe étant suivie ou ac- compagnée par une trempe brusque exercée à la fois par la ma- tière non chauffée de la zone extérieure 56 et par le disposi- tif de trempe auxiliaire. La quantité d'énergie mise en oeuvre est tellement importante que la zone 55 est portée à la tem- pérature de reoalesoenoe, et même quelque peu au delà de cet- te température en 1 à 2 secondes;
dans le cas de moyeux de roues de voiture automobile, que le demandeur traite couram- ment, l'énergie mise en oeuvre est celle correspondant à la
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pleine charge d'un générateur de 300 Kw, à fréquence de 2520 périodes, moins les pertes dues aux lignes de transport de faible longueur, et à facteur de puissance maintenu élevé à la fois par des capaoitances appropriées et ( ce qui importe de plus )par le noyau magnétique placé, conformément à l'in- vent ion, à l'intérieur du corps creux de faible diamètre et à paroi mince.
On peut utiliser un des dispositifs de trempe oonnus quelconques; ainsi,le demandeur a utilisé à cet effet des bains de trempe; on a montré toutefois sur les figures 10 et 11 un mode de réalisation perfectionné d'un appareil venant se placer au-dessus de celui montré sur la figure 1 et con- stitué par une tête d'arrosage 58. Cette tête d'arrosage est introduite par le creux du noyau 11 et lorsque le noyau 11 et l'enroulement 9 sont en position de fonotionnement par rapport à la pièce à traiter, la tête d'arrosage 58 est également en position de travail.
Toutefois,au cours de la période d'une ou de deux se- oondes pendant laquelle l'énergie déterminant l'induction est appliquée, le fluide réfrigérant n'est pas projeté par la tête d'arrosage 58. En fin de la période de chauffage.on retire brusquement le noyau 11 et l'enroulement 9 qu'il porte ( ce retrait étant effectué verticalement et suivant laxe de la tête d'arrosage, comme on le voit sur la figure 11) et en mê- me temps que la dite tête. Aussitôt que l'enroulement 9 a dé- masqué les orifices d'arrosage 59, le fluide réfrigérant est appliqué uniformément,par pression hydraulique et à l'aide de la tête d'arrosage 58sur toute la zone 55 ayant subi le trai- tement thermique ,
ce fluide passant ainsi par an grand nombre d'orifices 59 distribués uniformément, Ceci permet dtéviter les complications qu'entraîne l'usage des appareils pour la manutention rapide du moyen, ou même la manipulation rapide
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à la main de ce moyeu, et favorise grandement l'application industrielle du procédé et la fabrication de pièces en grande quantité. Grâce à l'utilisation de cette tête d'arrosage in- troduite par le creux du noyau magnétique et placée de maniè- re à pouvoir être mise en fonctionnement au cours de l'opéra- tion de chauffage, le prix de revient de l'appareil utilisé et les frais de main-d'oeuvre, lors d'une fabrication en quan- tité, se trouvent sensiblement réduits.
De pins,le changement brusque dans la dureté du métal dans la zone intermédiaire 57 peut être réglé par réglage de l'arrosage sans qu'il soit né- oessaire de réajuster ou de remanier la machine toute entière ou bien la suite des opérations.
On peut utiliser un fluide d'arrosage soit gazeux soit liquide on. bien un mélange de tels fluides; lorsqutil s'agit d'un liquideil est préférable de l'amener par l'ajutage,en quantité suffisante et à une vitesse suffisante/pour qu'il passe non seulement à travers l'orifice inférieur ménagé dans le moyeu,mais pour qu'il déborde encore le dit moyeu et qu'il passe.autour de la partie extérieure du corps du moyeu et au- dessus et autour de son rebord.
Il est aussi désirable, dans certains cas, et en parti- culier lors du traitement d'objets à parois minces, de refroi- dir ltextérieur de la paroi au cours de l'opération de chauf- fage. un dispositif pour réaliser oette combinaison d'opéra- tions est montré sur la figure 14 sur laquelle on a montré un ohapeau réfrigérant 70 qui s'étend vers le bas et qui recouvre la partie supérieure ( et de plus faible section ) de la paroi du moyeu/en laissant un espace 71 entre le moyeu et la paroi latérale intérieure du chapeau réfrigérant.
Un fluide réfri- gérant,et de préférence un gaz,est amené,par le moyen dtun tuyau flexible 72, d'un passage annulaire 73 et de conduits verticaux 74,vers la sortie )de forme annulaire, qui est diri-
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gée vers l'intérieur dans,le sens radial et,vers le haut,dans le sens de. l'axe, et d'où le fluide réfrigérant est dirigé vers le haut contre la paroi extérieure du moyeu.
Le fluide réfri- gérant se dirige vers le haut le long de la paroi extérieure du mayeu et aboutit ainsi à une cavité ou chambre dtéchappe- .fient annulaire 75 ; il s'échappe par les orifices d'échappe- ment 76 débouchant vers l'extérieur à travers la paroi laté- rale du chapeau et qui sont décalés en hauteur par rapport aux conduits ou canaux verticaux 74.
On comprendra qu'en don- nant des proportions convenables à la surface totale des ori- fices d'échappement et d'autres parties du dispositif et qu' en réglant convenablement la pression, on peut obliger le fluide à se diriger en totalité vers le haut et au delà des orifices d'échappement et même à déterminer un certain effet Venturi; ou bien on peut le faire circuler en partie vers le haut et en partie vers le bas, c'est-à-dire au-dessus et au- tour de la paroi extérieure du moyeu.
On pourra peut être se rendre mieux compte de la raison pour laquelle.on obtient l'augmentation de résistance de la paroi de la pièce creuse à parois minces en examinant le dia- gramme de tensions montré sur la figure 13. Sur cette figure les diverses zones du métal traité sont désignées par les mê- mes chiffres de référence 55, 56 et 57 que sur la figure 12.
Si l'on soumettait une pièce à parois minces, avant qu'elle ait subi le traitement thermique conformément à la présente invention, à des pressions intérieures appliquées uniformément à ses parois, comme l'indiquent les flèches 60, il en résulte- rait, entre les parties intérieure et extérieure de la paroi une distribution d'efforts telle qu'elle est représentée par la courbe 61 rapportée au rayonnes passant par l'épaisseur de la paroi, On remarquera que les efforts dé tenâion les plus élevés sont ceux appliqués aux surfaces disposées à l'intéri-
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eur de la zone 55 ;
ces efforts sont représentés par la pointe 63 de la courbe)tandis que les efforts les plus bas sont les efforts de tension quton obtient dans les surfaces les plus rejetées vers l'extérieur, c'est-à-dire les efforts représentés par l'extrémité inférieure 64 de la courbe 61. C'est la pré- sence des efforts correspondant à la pointe 63 de la courbe 61 et aux parties voisines de la dite pointe qui est la raison de la faible résistance de l'objet, lorsque celui-ci est sou- mis à une pression intérieure tendant à rompre le dit objet dans le sens radial.
Lorsque la zone 55 a été trempée par le procédé qui fait l'objet de l'invention et qu'elle est reliée à la zone extéri- eure 56 par la zone intermédiaire 57,d'épaisseur relativement faible, la matière dont est faite la paroi est soumise aux ef- forts primitifs.comme le montre la courbe 65, qui, ainsi qu'on le remarquera, part de l'intérieur au-dessous de la ligne 62, pour aboutir à l'extérieur, au-dessus de la même ligne 62.
Au-dessous de la ligne 62 et à l'intérieur de la zone 55, les efforts sont des efforts de compression de valeur négati- ve/par opposition aux valeurs positives des efforts de tension représentés par la courbe 61. Au-dessus de la ligne 62 et dans les limites de- la zone 56, les efforts de tension ont des va- leurs positives.
Or lorsque les efforts de rupture désignés par les flè- ches 60 sont appliqués à. l'intérieur de la pièce creuse, on obtient, au lieu d'une distribution d'efforts conforme à la courbe 61, une autre distribution d'efforts telle qu'elle est représentée par la courbe 66. Cette dernière courbe est la ré- sultante des efforts de la courbe 65, dus au traitement objet de l'invention, et des efforts de rupture qui se seraient ex- ercés, si la pièce n'avait pas subi le traitement en question.
Les efforts de oompression correspondant à l'extrémité 67 de
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la courbe 65,viennent se retrancher des efforts de tension de la courbe 61, qui s'exercent dans la même zone 55 et donnent ainsi la partie 68 de la courbe 66, tandis que les efforts de tension qui correspondent à l'extrémité 69 de la courbe 65, s' postent aux efforts de tension de l'extrémité 64 de la cour- be 61. Il en résulte un nivellement de tous les efforts qui/ sans cela.se seraient exeroés à l'intérieur de la pièce creuse, et une unification des efforts appliqués sur toute l'étendue de la matière dont est faite la pièce traitée. otest là la raison de l'augmentation considérable de la résistance de la pièce à la suite de l'autofrettage.
Des essais effectués sur les parois cylindriques de moy- eux traités conformément à l'invention, ont montré d'une façon concluante, que la partie intérieure de la paroi était soumise à la compression, tandis que la paroi extérieure était sous tension. ces essais consistaient à enlever des couches succes- sives de métal de l'extérieur et à mesurer le diamètre intéri- eur de la pièce après enlèvement de chacune des couches exté- rieures. Il a été constaté qu'au voisinage de l'extrémité ou- verte de la partie traitée de la cavité destinée à servir de chemin de roulement, le diamètre subissait une augmentation moyenne de 17/100 de mm, soit à peu près une augmentation de 1/4 de mm; ce résultat constitue la moyenne des mesures effec- tuées en trois sens différents, sur les diamètres intérieurs de trois moyeux différents.
Quoiqu'il ne soit pas possibleà l'heure actuellede préciser exactement les modifications qui se produisent dans la pièce creuse au cours du traitement thermique, modificati- ons qui déterminent l'état d'autofrettage, on oroit que cet état est dû en partie à l'écrouissage ( au delà. de la limite élastique ) diane zone intermédiaire, en raison de la dilata- tion, sous l'effet de la. chaleur,- d'une zone intérieure voisine
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et en partie aux modifications de struoture atomique accom- pagnant la transformation de la texture du métal dans la zone intérieure, texture qui devient martensitique, au lien de rester austentique.
Les figures 15 à 18 représentent an cylindre en alliage de fer ayant les propriétés qu'on cherche à réaliser par la mise en oeuvre de la présente invention. Sur ces figures le cylindre 101 est du type comportant une chemise d'eau, la di- te chemise 102 étant disposée entre la paroi intérieure 103 et la paroi extérieure 104.
La couche intérieure faisant par- tie intégrante du cylindre, couche figurée par la partie 105 à hachures plus denses et disposée derrière la ligne lo6 en traits interrompus, présente un degré de dureté supérieur et, pa.r conséquent une résistance plus élevée à l'usure; elle est soumise à la compression,tandis que les parties extérieures voisines sont soumises à la tension ; les degrés de compres- sion et de tension dans les zones différentes, et l'épais- seur relative de ces zones dans le sens radial étant de na- ture à établir un état de frettage optimum.
Sur les figures 15 et 16 on a montré, à titre d'exemple un rapport déterminé entre l'épaisseur de la paroi et celle de la zone trempée sous pression; il est toutefois évident que ce rapport peut varier dans de larges limites et que.dans le mode de réalisa- tion figuré qui représente un cylindre ayant des dimensions sensiblement réelles pour son utilisation dans un moteur à combustion, l'épaisseur de la paroi intérieure 103 est quel- que peu exagérée dans un but de clarté 1pour montrer les di- verses zones et que, en pratique, cette épaisseur est consi- dérablement plus faible, voisine de 3 mm ou à peu près de la moitié de l'épaisseur montrée sur le dessin.
Tandis que sur le dessin on a tracé une ligne peu épaisse ( ligne en traits interrompus ) entre la couche intérieure trempée et comprimée,
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et la couche extérieure soumise à des tensions, on comprendra qu'il existe une zône appréciable, quoique extrêmement étroite, servant de transition entre la zone oomprimée 105 et la par- tie extérieure voisine 103. pour que la pièce finie soit amenée à l'état précité, on utilise, conformément à l'invention, le dispositif qui est montré schématiquement sur les figures 17 et 18 et qui, de manière générale, est analogue au mode de réalisation des fi- gures 10 et 11.
Comme on le voit sur les figures 17 et 18, le dispositif comporte une bobine inductrice 107 destinée à être placée dans la cavité du cylindre 101 au voisinage immédiat de sa surface intérieure et à faire saillie au delà de chaque extrémité du cylindre précité.
Four augmenter considérablement Inefficacité de la bo- bine 107, on l'a munie d'un noyau intérieur 108, constitué par des feuillets radiaux et qui forme ainsi un noyau feuilleté solide s'étendant suivant l'axe de la bobine et comportant des épanouissements radiaux au delà des extrémités de la dite bo- bine et à ltextérieur de celle-ci. Afin de réduire au minimum les entrefers du circuit magnétique et de porter au maximum la perméabilité du dit circuit, on constitue les éléments an- nulaires 109 ( supérieur et inférieur ) de préférence par des feuillets magnétiques radiaux, ces éléments étant disposés de manière à pouvoir être amenés dans la position dans laquelle ils ferment l'entrefer aux extrémités de la bobine entre le moyeu intérieur et les extrémités de la pièce traitée 101.
On peut réaliser de toute manière convenable le déplace- ment axial de la bobine de chauffage 107 et de son noyau 108 vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la pièce en traitement, de même que les déplacements des éléments magnétiques annulai- res 109 vers la position montrée sur la figure 17 ou hors de la dite position.
On a prévu,, de plus, un ajutage réfrigérant
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110 pour la trempe de forme tabulaire susceptible d'être intro- duit à l'intérieur de la pièce traitée ( et d'en être éloigné ) par coulissement dans la oavité du noyau de l'élément de chauf- fage; ce tube réfrigérant peut être déplacé indépendamment de l'élément de chauffage, de telle sorte qutil peut rester à l' intérieur de la pièce traitée à l'état de fonotionnement, a- près que l'élément de chauffage a été enlevé, comme on l'a montré sur la figure 18. pour assurer un chauffage et une trempe rapides, on dis- pose l'élément de chauffage 108, les bagues 109 en matière magnétique dans leurs positions de fonctionnement respectives par rapport à la pièce traitée et autour de l'ajutage dtarro- sage 110 ( voir figure 17);
on envoie dans la bobine du cou- rant alternatif de fréquence élevée, provenant d'une source appropriée 111, la quantité d'énergie amenée à la bobine étant choisie de manière à porter la zone 105 ( figures 15 et 16 ) à la température désirée ( généralement à la température de recalescence) en un laps de temps suffisamment court ( géné- ralement en 1,8 seconde ou même moins ),de façon à déterminer l'élévation de température désirée dans la zone limitée, sans qu'il s'en suive une dissipation de la chaleur indésirable et sans qu'on constate sur la surface intérieure du cylindre des traces de fusion, de combustion ou d'autres effets nuisibles.
Lorsqu'il s'agit de parois ayant une épaisseur de 10 mm envi- ron, on obtient le résultat désiré dans des conditions très satisfaisantes en utilisant un courant dont la fréquence est de 2500 cycles environ et en appliquant des quantités d'éner- gie électrique de l'ordre de 2,4 à 3,2 Kw par 100 mm2 de sur- face traitée intérieurement. Ces chiffres varient évidemment avec l'épaisseur de la paroi.
Dès que les conditions de chauffage ci-dessus ont été réalisées, on enlève l'élément de chauffage 108 et les pièces
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annulaires 109 en matière magnétique et on dirige un fluide de trempe convenable sous pression à travers les orifices de l'ajutage de trempe 110, contre les faces latérales du cylin- dre,afin de les tremper rapidement et de refroidir la pièce traitée tout entière dont la température descend alors au-des- sous de celle du traitement thermique. par un réglage appro- prié de la quantité d'énergie mise en oeuvre, de la durée de l'application de la dite quantité d'énergie et aussi de la vitesse de trempe, suivant la nature de la matière traitée et les dimensions de la pièce, on obtient l'état d'autofrettage optimum.
Des essais effectués sur une pièce finie ont montré l'existence d'une couche trempée 105 bien définie et d'une paroi dont la partie intérieure est soumise à la compression, tandis que la partie extérieure de cette paroi est soumise à la tension.
On sait que les parois internes d'un cylindre moteur, tel que le cylindre d'un moteur à gaz,peuvent être durcies ou trempées par application rapide de chaleur au dit cylindre et par exemple par application d'une flamme, suivie de trempe; toutefois,le demandeur croit être le premier qui ait réalisé la trempe ou le durcissement de la partie intérieure d'un cy- lindre moteur en combinaison aveo la production d'un état d' autofrettage optimum.
Le demandeur n'est pas,à l'heure actuelle/en mesure de préciser exactement les modifications d'ordre physique, métal- lurgique ou de toute autre nature qui déterminent le résultat indiqué ci-dessus; il croit cependant que ce résultat est dit principalement à Inapplication dane quantité extrêmement éle- vée d'énergie quton obtient par chauffage électrique de l'in- térieur et par induction en se servant d'un noyau intérieur fait en matière magnétique et en faisant appel à un courant électrique de fréquence suffisamment élevée ( de l'ordre de
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2500 périodes );
il en résulte qu'au lieu d'être transmise en totalité par conduction à partir de la surface, comme cela se produit dans le cas de chauffage par flamme, la chaleur est appliquée instantanément à la surface et à travers une couche ou zone déterminée de très faible épaisseur, s'étendant vers l'intérieur à partir de la surface pour aboutir à une ligne abrupte ou tout au plus à une zone extrêmement étroite de transition, oette ligne ou zone etroite étant interposée entre les parties portées par chauffage à la température de reoales- cence et les parois dont la température reste au-dessous de la température de reoalesoenoe. pour la fabrication en série des objets comportant des parties destinées à un traitement thermique,
conformément à ltinvention on peut disposer un groupe d'éléments chauffants destinés à être refroidis de façon continue, tandis que ces éléments sont utilisés l'un après l'autre et pendant un temps déterminé, à l'aide d'un système réfrigérant relié de façon permanente, et de préférence commun à tous les groupes. on prévoit également des moyens pour exciter et pour cesser dt exciter individuellement chacun des éléments chauffants, sans interrompre le fonctionnement du dispositif de réfrigération, ce qui assure aux éléments chauffants une ample période de refroidissement entre les périodes de fonctionnement, sans qu'il y ait arrêt de fabrication.
Un tel dispositif est montré schématiquement sur les figures 6 et 7 sur lesquelles on a représenté un groupe d'élé- ments chauffants 36, oonvenablement montés sur un support ap- proprié, tel qu'un châssis 37, et oomportant des prolongements tubulaires 38 et 39, reliant la borne 24 de l'enroulement hé- licoidal et la borne taraudée 28 ( figure 1 ), par l'inter- médiaire de conduits convenables à résistance élevée ou iso- lants et tels que des tuyaux on caoutchouc 40 et 41, aux oana-
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lisations respectives 42 et 43 pour l'admission et pour l'éva- cuation du fluide réfrigérant.
Des connexions électriques con- venables sont établies entre les prolongements tubulaires 38 et 39 et une source appropriée de courant alternatif 51 ; ces connexions sont constituées par des bornes 44 et 45, par des conducteurs 46 et 47, par des interrupteurs 48 et par des oon-' ducteurs 49 et 50.
Au cours du fonationnement,le fluide réfrigérant est amené de faon continue au groupe d'éléments chauffants 36, par les canalisations 42 - 43, à partir d'une source convena- ble, non montrée sur le dessin, tandis que l'opérateur place un objet, tel qu'un moyeu 1 solidaire d'un tambour de frein, sur l'un des éléments chauffants 36, par exemple sur celui qui est placé à l'extrême droite, comme on l'a montré sur la figure 6.
L'opérateur excite alors l'élément chauffant 36, par fermeture pendant un temps déterminé, de l'interrupteur 48 qui se trouve également à l'extrême droite, après quoi il ouvre l'interrupteur et enlève le moyeu,pour le refroidir.
L'opérateur se sert alors d'un autre élément chauffant, par exemple de l'élément intermédiaire et ainsi de suite, en se servant à tour de rôle de tous les éléments chauffants fai- sant partie du groupe, les éléments chauffants restants con- tinuant à être refroidis,tant qu'ils ne sont pas en service.
Quoique les éléments chauffants multiples soient reliés mécaniquement aux canalisations 42 et 43 pour l'amenée et pour l'évacuation du fluide réfrigérant, ils sont isolés élec- triquement et de façon adéquate pour pouvoir être excités in- dividuellement, un tel isolement étant assuré par l'utilisa- tion des connexions de réfrigération individuelles 40 - 41 faites en matière isolante et telles que des tuyaux de caout- chouc ordinaire ou des tuyaux en caoutchouc garni de toile,
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au analogues,dont la,longueur soit suffisante pour permettre d'isoler efficacement, au point de vue électrique, les élé- ments chauffants, par utilisation de la résistance électrique, ou des propriétés isolantes du fluide réfrigérant.
On peut se servir de tout procédé approprié, permettant d'éviter des per- tes indues d'énergie dans les systèmes de réfrigération et en particulier lorsqu'on utilise, comme fluide réfrigérant, de l'eau. On peut, par exemple ,'munir chaque élément chauffant d'un système de réfrigération distinct et indépendant, com- portant des pompes et des réservoirs distincts.
Quoique, pour la simplicité de l'exposé, on ait repré- senté les interrupteurs 48 sous forme d'interrupteurs bipo- laires, à couteaux manoeuvrables à la main, il est désirable, en pratique, d'utiliser ,au lieu de ceux-ci ,des interrupteurs à pédale, de telle façon que l'opérateur puisse aisément fer- mer le circuit immédiatement après avoir mis en place la pièce à travailler et qu'il puisse avoir les mains libres,pour en- lever la dite pièce immédiatement après l'ouverture de l'in- terrupteur.
On peut également utiliser des relais de toute forme ap- propriée pour régler la durée de fermeture du circuit, soit au point de vue purement chronométrique, soit pour la faire varier suivant la quantité d'énergie mise en oeuvre, suivant l'élévation de température, eto....
Les modes de réalisation de l'invention qui vient d' être décrite ne sont donnés qu'à titre d'exemple,mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation, mais qu'on peut y apporter un grand nombre de modifications(sans toutefois que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS.
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