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Dispositif pourle traitement thermique .de pièces d'ouvrage mé- talliques dans la fabrication continue en grande série.
.Il est connu de chauffer des pièces d'ouvrage dans le procédé,continu par induction électrique et cela pour les plus diverses applications, mais en particulier en vue de la trempe superficielle, les surfaces chauffées des pièces d'ouvrage étant saisies..C'est une caractéristique des dispositifs connus uti- lisés à cet effet que l'inducteur n'agit toujours que sur une fraction de la surface de la pièce d'ouvrage, cette fraction étant plus oourte, vue dans le sens de l'avancement, que la zône à chauffer de cette pièce d'ouvrage. Le plus souvent, la zone d'action directe affeote seulement la forme d'une bande ou d'une-ligne.
On prooédait de cette manière parce que ce n'était qu'ainsi que, dans lé procédé continu, l'utilisation de l'énergie électrique amenée à l'inducteur paraissait assurée.
La présente invention s'écarte sciemment de ces principes et propose¯d'établir l'inducteur fixe plus long dans le sens de l'avancement des pièces d'ouvrage que la zône à chauffer des pièces d'ouvrage mesurée dans le sens de l'avancement. On fait passer les pièces d'ouvrage au moyen d'une bande transpor- teuse, d'une chaîne transporteuse ou d'un dispositif analogue a travers la portée d'action de l'inducteur. on obtient de cette manière des avantages aussi bien électriques que mécani- que's.
A l'encontre des principes admis jusqu'ici à l'égard des phénomènes électriques, on peut travailler d'une manière particulièrement économique au point de vue électrique, parce que l'inducteur, qui est grand par rapport à la pièce d'ouvrage, concentre l'énergie'électrique présente sur la pièce d'ou- vrage se trouvant dans chaque cas dans la zône d'action ou lorsqu'il y a plusieurs-pièces d'ouvrage dans cette zône, sur ces pièces mêmes. Par conséquent, un chauffage particulière- ment rapide et uniforme est rendu possible, ce qui présente une importance particulière pour une fabrication oontinue en grande série. En outre, les pièces d'ouvrage.peuvent être dé- placées d'une manière bien continue sans qu'il soit nécessaire de couper l'énergie de chauffage ou d'effectuer un mouvement inconstant.
Ceci est particulièrement favorable en raison de 'la plus faible usure desorganesd'entraînement et desappareils de commutation dans la fabrication en grande série.
Èn outre, toutes les difficultés du procédé connu prove- nant de la nécessité d'adapter l'inducteur à la forme et à la dimension de la pièce d'ouvrage dans chaque'cas sont supprimées.
Suivant l'invention, il est possible de traiter les pièces
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d'ouvrage les plus différentes avec un seul et marne inducteur, parce qu'il s'agit dans la plupart des cas d'un corps en forme de surface qui affecte la forme d'une boucle de conducteur à une ou plusieurs spires. Lorsqu'on utilise un appareil de
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chauffage affectant la forme u'une boucle de conducteur de chauffage à une ou plusieurs spires, on peut faire varier à volonté, de la façon connue, la position de la zone de chauf-
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fage sur la surface à traiter de la pièce à 'ouvrage en utili- sant le même appareil de trempe par une variation du feuilletage des culasses magnétique s.
Au lieu d'une forme en boucle, l'inducteur peut aussi
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présenter une foi'uj.a en bobine, Liais il affecte dans ce cas une configuration aussi simple qu'on puisse 1.'imaginer. Tanais que la pièce d'ouvrage est jlidée le long de l'inducteur lors- qu'on utilise une boucle de conaucteur, l'inducteur peut aussi être constitué de façon à renfermer la pièce d'ouvrage plus
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ou moins lar;s mt sous la forme d'une boite, la pièce d'ouvrags étant passé0 :.J, travers l'inducteur lorsqu'il est en forme de bobine.
Dans le traitement de corps cylindrique, il peut être avantageux de prendre soin que la pièce d'ouvrage tourne éga-
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lement encore autour do son axe devant l'inducteur pendant le transport, de façon que le c,-amp de force magnétique agisse uniformément sur la totalité de la surface de la pièce d'ouvrage. Conformément à l'invention, le mouvement de rotation est
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assuré panaarit le transport du fait que le s pièces d'ouvrage ou lesdispositifsrecevant ces pièces sont supportés de façon
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à pouvoir tourner.
Au cüurs au mouvement des pièces a' ouvra- ge ou de la bande transporteuse, ces pièces ou les dispositifs
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récepteurs tournants s 1,ont guidés devant une barre fixe qui provoclus le mouvement de rotation conformément à la vitesse d'a- vancement. Pour obtenir un mouvement de rotation sûr, la surface de friction ae la barre est avantageusement garnie d'une
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matière à grand coefficient de friction, telle par exemple que caoutchouc, cuir, etc. Au cas où le mouvement de rotation dérivé du mouvement d'avancement des pièces d'ouvrage ou du dispositif transporteur ne suffit pas, une bande déplacée en sens contraire au mouvement d'avancement ou un disque déplacé de façon correspondante peut être utilisé à la place de la
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barre de comlfienàe fixe.
La vitesse de rotation des pièces d'ouvrage peut être influencée dans de larges limites indépendamment àe l'avancement par réglage de la vitesse de mou- vement ou du. nombre de tours du dispositif auxiliaire.
On peut faire passer les pièces d'ouvrage avec ces dispo- sitifs à une vitesse considérable à travers le cnamp d'action
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de l'iiiducteiur, parce que le chauffage s'effectue relative- ment vite en raison de la concentration de l'énergie totale de l'inducteur sur la surface relativement petite de. la pièce d'ouvrage. Il est sans importance qu'une ou plusieurs pièces d'ouvrage \) se trouvent dans la zone d'action de l'inducteur.
Un semblable dispositif est donc particulièrement approprié pour une fabrication continue en grande série et il y a possibilité pour cela d'adapter les formas de réalisation les plus diverses, dont quelques-unes sont illustrées en détail aux dessins annexés.
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La fig. 1 représente sCl1....:>Ulati'-lUement un aispositif de chauffa affectant la forme d'une boucle de conducteur de chauffage superfici lle à spires multiples. Les' pièces d'ou- vragB 1, dans l'exemple choisi des boulons à têtes l', sont amenées à passer constamment en continu devant cette boucle de conducteur de chauffage et elles. sont munies, en tournant
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autour de leur axe propre, d'une'couche de trempe 2, -C,<3S pièces d'ouvrage étant conduites pour passer devant le dispositif de saisissement ô après avoiJ1'passé devant l'appareil de chauffage 5. Le disjositif de saisissement 6 est constitué par une cais- se comportant des trous de projection, à laquelle l'agent de saisissement est amené sous pression.
Le dispositif transporteur des pièces d'ouvrage est constitué par une bande transporteuse 3, qui est déplacée dans le sens des flèches 4. Les rouleaux transporteurs 19 nécessaires à cet effet sont des tambours à rebords et sont constitués de telle manière que la bande transporteuse ne soit saisie que sur ses bords latéraux par les rebords du tambour. Ces rouleaux transporteurs, présentent un diamètre p'lus faible à la partie médiane qu' à l'extérieur, de sorte que les dispositifs récepteurs et de serrage 7 pour les têtes des boulons peuvent se déplacer librement au-dessus de ces-rouleaux. Cet évidement des rouleaux dans la région des dispositifs de serrage ou dispositifs récepteurs est nécessaire, parce que ces pièces ne se courbent pas en tournant autour des rouleaux, contrairement à la bande transporteuse.
Les dispositifs de serrage 7 sont indiqués schématique- ment à la fig. 1. Ils peuvent présenter les formes les plus diverses, par exemple également la forme d'une bague de roulement à billes, dans laquelle la tête est insérée. Lorsqu'
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on utilise une bague de roulem.3llt à billes comme dispositif récepteur 'pour la tête l' desboulons, c eux-ci peuvent être mis en rotation pendantle mouvement de transport, du fait qu'une barre fixe 8, qui est avantageusement munie- d'une garniture à haut coefficient de friction, est pressée contre la
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tête l'. La rotation se f.:..it sous la dépendance de la vites- se d'avancement et du diamètre des têtes de boulons.
Dans lescas dans** lesquels'il y a lieu de faire varier la vitesse de rotation, la barre 8 peut être rendue mobile et elle peut se déplacer dans le sens de la flèche 9, en sens contraire à l'avancement. Lorsque cela sembla rationnel, une barre fixe ou mobile 8 peut naturellement aussi être prévue sur l'autre cotéde la bande transporteuse. Il est en outre possible -de remplacer la barre par des bandes en mouvement, qui, dans certains cas, peuvent aussi être plus courtes que la barre 8 et, dans de nombreux cas, il est aussi possible.de produire la .mouvement de rotation par des disques tournants ou organes similaires.
L'inducteur 5 suivant la fig. 1 affecte ici la forme d'une boucle de conducteur à spires multiples, dont les branches
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de conducteur sont perpendiculair.,s. Dans certains cas, il est avantageux de travailler ave c des boucles de conducteur de chauffage -dans lesquelles les branches de conducteur de
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chauffage sont placées"obliquement par rapport au sens de l'avance1i1eiit. La longueur de la zône de chauffage et par là de trempe 2 peut être influencée non seulement par la choix de la hauteur du conducteur de chauffage, mais on peut aussi poser de façon connue en soi des culasses magnétiques sur le conduc=
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teur de chauf fae pour influencer de cette façon la position et la longueur de la zone de chauffage.
De cette manière, il est possible de traiter des séries de pièces d'ouvrage de dimensions différentes avec un seul et même appareil de chauffa-
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ge. Lorsque les pièces d'ouvrag3 des différentes séries pré- sentent des diamètres différents, il faut établir l'inducteur et également lee disp osit if desaisissement réglable latéralement. De cette manière, il est possible de traiter des piè-
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ces d'ouvrag3 de dimensions différentes avec le même disposi-
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tif et toujours avec un excellent entrefer d'accouplement.
Il n'est pas absolument nécessaire que l'inducteur super- ficiel 5 n'agisse que sur un seul coté des pièces d'ouvrage;
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la disposition peut au ooutruira être également réalisée de façon que l'inducteur renferme les pièces d'ouvrage passées à travers la zône d'action à peu près en forme de caisse.
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Dans les fis. 4a à e, on a représenté schématiquement diverses formes de réalisation pour l'inducteur 5 et sa position par rapport à la pièce d'ouvrage. h' inductsur 5 affecte la forme d'une boucle de conducteur de chauffage à plusieurs spires.
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La 1'i,;. Sa montre un dispositif suivant la fig. 1. Les pièces d'ouvra;;e 1 sont passées devant l'inducteur 5 perpendiculaireuient uu plan uu dessin. Si une rotation des pièces d'ouvrage dans le sans da la fl-clie 9 est produite pendant le traitement, on obtient une zone de trempe, comme représentée hachurée en 2. Si les pièces d'ouvrage doivent présenter une couche de trempe également à l'extrémité, l'inducteur est constitué sous forme de boite, comme le montre la fig. 2b, et il renferme par conséquent également la surface d'extrémité de la pièce d'ouvrage 1. Le mouvement des pièces d'ouvrage se fait de nouveau perpendiculairement au plan au dessin.
Par rotation dans le sens de la flèche 9, une zône de'trempe
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aompléteueiit uniforme autour de la surface totale est produi- te. A la place au mode de réalisation représenté à la fig.
2a, ori peut utiliser dans de nombreux cas la forme d'exécu-
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tion selon la fig. ;;:0. Cette forme de réalisation présente l'avuntage que l'on peut renoncer à une rotation des pièces d'ouvrage dans la plupart'des cas. L'inducteur 5 est disposé sur les deux cotés de la pièce d'ouvrage. Les dispositifs
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de saisissement 6 sont aussi Luoiités avant ageus eulent sur les deux côtés de la surface à tremper de la pièce d'ouvrage en ligne avec les induc teur5. La fig. 2d représente la di sposition des inducteurs [avec des pièces d'ouvrage dans lesquelles la surface d'extrémité doit aussi être trempée.
La fig. 2e montre la disposition de l'inducteur pour des pièces d'ouvrage dans lesquelles il n' y a lieu de tremper que la surface d'extrémité, comme cela est nécessaire par exemple dans des barres de poussoir et pièces analogues.
Un appareil tel que représenté schématiquement à la fig.
2d peut par exemple prendre une forme tell,3 que représentée
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en perspective à la fig. 3. L'inoucteur est constitué par plu- sieurs boucles 22, les diverses branches de ces boucles étant placées obliquement par rapport au sens d'avancement 21 des pièces d'ouvrage. - L'ensemble de l'inducteur présente la forme
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d'une caisse et les rLcoorde':Qellts se trouvent en 5. L'aliLuentat ion peut se faire avec du courant basse, moyenne ou haute fréquence. L'inducteur est avantageusement disposé dans un support 20 présentant égalaient une forme de boita et qui est fabriqué en matière isolante.
En liaison avec l'appareil d'ensemble suivant la fig. 1, il est avantageux de tenir prêtes des pièces d'inducteur pouvant être assemblées, qui peuvent être utilisées et'montées suivant les nécessités de fonctionnement de chaque cas, selon
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les exemple des fig. a à 2e. Da cette manière, le dispositif suivant la fie. 1 est utilisable pour les cas d'applications particulières les }'lus,6.iverses, sans qu'il soit nécessaire de tenir un grand nombre d'inducteursen magasin.
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àìn de cnauffer des pièces d'ouvrage 1 en forme de bou- lons sur leurs surfaces d'extrémités, l'idée inventive peut'
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aussi 3tre appliquée comme le monbrsnt les fig. 4 et 5.
Le
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dispositif transporteur 32reçoit la forme d'un plateau en pot. 'Ce dernier tourne autour d'un axe horizontal 33 dans le sens de la flèche 38. Il y a dans le bord 30 du pot des évide- ment ou perforations dans lesquels les pièces d'ouvrage 31 sont placées, de sorte que leurs extrémités s'engagent dans l'intérieur du pot. L'inducteur 34, qui agit sur les extrémi- tés des pièces, est disposé concentriquement à l'axe du pla- teau en forme de pot. En outre, on a également prévu, conoen- triquement, un dispositif de saisissement 35.qui effectue le saisissement des extrémités des pièces.
Lorsqu'on demande que la partie' en forme de plateau de la pièce d'ouvrage 31 soit également trempée, par exemple lorsqu'il s'agit de cônes de soupapes, on p eut prévoir supplémentairement un inducteur et un dispositif de saisissement concentriquement aussi à l'ex- térieur sur le bord du pot. Grâce à quoi l'on obtient prati- quement le même effet que. sur le extrémités se trouvant dans l'espace intérieur du pot. Afin d'assurer également dans ce dispositif une rotation des pièces d'ouvrage pendant le trai- tement, on peut prévoir un plateau de commande 36, qui est mis en rotation dans le sens de la flèche 37.
Les bourrelets d' application 39 en une matière à haut coefficient de friction produisent alors la rotation des pièces d'ouvrage 31, qui sont placées dans le mandrin récepteur analogue à un palier à bil- l'est Le dispositif suivant les fig. 4 et 5 est avantageuse- ment agencé de façon que les pièces d'ouvrage sont introdui- tes sur le côté droit dans le plateau en forme de pot, ces pièces étant ensuite chauffées jusqu' au point maximum pendant le mouvement et étant saisies après le dépassement du point maximum.
'Les pièces d'ouvrage trempées peuvent ensuite être retirées sur le côté gauche du plateau en forme de pot, mais elles peuvent aussi être éjectées hors du plateau eh forme de pot auto'matiquement dans une position inférieure soit sous .l'action de leur propre poids, soit sous celle d'un éjecteur devant être monté supplémentairement.
-Les exemples de.réalisation sont relatifs à des disposi- tifs qui ont été conçus en premier lieu pour le traitement de corps cylindriques. Mais il est évident qu'en pratique il n'y a pas à effectuer-de changement ou il n'y a à effectuer que des modifications insignifiantes pour traiter également des pièces d'ouvrage d'une autre forme, par exemple à section car- rée ou analogue, en utilisant.l'idée inventive.