<Desc/Clms Page number 1>
Inducteur pour le traitement thermique de pièces, notamment de vilebrequins.
Pour le traitement thermique de pièces en acier, par exem- ple en vue de leur trempe superficielle, on utilise des induc- teurs composés d'un ou de plusieurs conducteurs de chauffage qui sont reliés à la source de courant électrique par l'intermédiaire d'un transformateur. Les bornes du secondaire du transformateur fournissent le courant à basse tension et à forte intensité nécessaire. Lorsque de tels inducteurs doivent servir à l'échauf- fement de pièces à traiter qui ne présentent pas des sections de diamètre comparativement grand, il n'est pas nécessaire de sub-diviser l'inducteur, étant donné qu'il peut être posé sans difficulté sur la pièce à traiter.
Si, par contre, la pièce à traiter comporte des parties en saillie ayant des dimensions comparativement grandes, l'inducteur doit être divisé en deux
<Desc/Clms Page number 2>
éléments pour pouvoir 'être appliqué sur la section à traiter de la pièce. En général, l'inducteur est composé dans ce cas de deux moitiés qui sont serrées l'une contre l'autre par des organes appropriés pendant le traitement de la pièce.
Ceci est par exemple le cas lors du traitement de vilebre- quins, d'arbres à cames, de tourillons et d'autres organes si- milaires, qui sont destinés à être trempés et dans lesquels le tourillon à traiter est limité par les flasques ou épaulements du vilebrequin-. Les inducteurs précités ont fait leurs preuves dans la pratique. Toutefois, lorsqu'il faut traiter des pièces de dimensions différentes, il est nécessaire de disposer d'in- ducteurs de dimensions différentes pour qu'on puisse associer dans chaque cas considéré un inducteur de forme appropriée à la zone à chauffer.
Pour traiter des pièces telles que des vilebrequins, il faut prévoir des postes de trempe en nombre égal à celui des tourillons de dimensions différentes portés par le vilebrequin.
Si un vilebrequin pour une machine Diesel possède par exemple six tourillons excentrés et sept tourillons intermédiaires et s'il faut tremper tous ces tourillons, il faut prévoir de cinq à sept postes de trempe, étant donné que les tourillons de bielles ont des dimensions différentes de celles des tourillons de support se trouvant entre les précédents. En outre, ces derniers tourillons possèdent souvent des dimensions qui varient d'un tourillon à l'autre. Lorsque les six tourillons excentrés sont trempés au premier poste, on trempe le premier tourillon de support au deuxième poste, les deuxième à cinquième tourillons de support au troisième poste, le troisième tourillon de support au quatrième poste et les quatrième à septième tourillons de support au cinquième poste etc.
Le nombre des postes de trempe nécessaire est déterminé par le nombre des tourillons de support et des tourillons de bielles ayant des dimensions différentes et se trouvant sur le même vilebrequin.
<Desc/Clms Page number 3>
Etant donné que l'ensemble doit être étudié pour pouvoir s'appliquer au cas le plus défavorable, il faut prévoir en géné- ral sept postes de trempe. Chacun de ceux-ci peut 'être relié au même générateur par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un interrupteur approprié. A l'aide de dispositifs de surveillance convenables, on peut obtenir à chaque instant la connexion d'un seul poste au générateur.
On voit qu'une installation importante est nécessaire pour traiter de cette manière les tourillons de vilebrequins et autres pièces similaires en vue de leur trempe superficielle. Le rempla- cement des inducteurs est une opération, longue et compliquée, ce qui constitue, lors de l'utilisation des inducteurs habituels, un inconvénient important du dispositif de chauffage ou de trempe par induction.
L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un in- ducteur capable d'être utilisé pour un grand nombre de diamètres et de largeurs différents de pièces à traiter sans qu'il soit nécessaire de remplacer des éléments importants. Ceci permet de réduire à un seul le nombre des postes de trempe nécessaires, ce qui a pour effet de réduire considérablement le prix de revient d'une telle installation. Par suite, il n'est plus nécessaire de faire avancer la pièce à traiter d'un poste de trempe à l'au- tre, ce qui permet de réduire les temps de traitement. Enfin, le nombre des dispositifs de chauffage nécessaires est réduit à un seul, tandis que, comme exposé plus loin, l'adaptation aux dimen- sions de la pièce à traiter est assurée par le remplacement des capuchons de recouvrement.
Des recherches ont montré qu'il est possible de procéder à l'échauffement par induction d'une section d'une pièce à traiter à l'aide d'un inducteur composé de deux éléments de largeurs différentes reliées entre elles. L'inducteur en deux éléments est caractérisé en ce que la largeur de l'élément de l'inducteur à la source de courant qui est par exemple un transformateur, est
<Desc/Clms Page number 4>
adaptéà la largeur minimum de la pièce à traiter, tandis que la largeur et le diamètre du second élément de l'inducteur, re- lié amoviblement au premier, correspondent à une section quelcon- que de la pièce à traiter.
.La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de dieux comprendre l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un induc- teur.
La fig. 2 est une vue de face de l'inducteur de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique partielle en élévation d'un inducteur.
La fig. 4 est une vue de face de l'ensemble de la fig. 3.
Les figs. 5 et 6 sont des vues correspondant aux figs 3 et 4 mais montrant une autre réalisation de l'inducteur
Les figs. 7 et 8 sont des vues correspondant aux fige 3 et 4 mais montrant encore une autre réalisation de l'inducteur.
Les figs. 9 et 10 sont des vues purement schématiques de formes particulières de l'inducteur.
Les figs 1 et 2 montrent schématiquement un procédé pour la mise en oeuvre de l'invention. un suppose qu'il s'agit de traiter une section de la pièce, qui est par exemple un touril- lon. L'inducteur comporte un élément A dont les dimensions sont choisies de telle façon que sa largeur ne soit pas supérieure à la plus petite largeur de la pièce à traiter. Un capuchon B est relié d'une façon amovible à cet élément A de l'inducteur, le diamètre interne et la largeur intérieure de ce capuchon correspondant aux dimensions de la section de la pièce qui ne peuvent 'être traitées par l'élément plus étroit A. D'une façon générale, l'élément A de l'inducteur agit sur la section médiane, et l'élément B sur les sections externes.
S'il s'agit par exem- ple de chauffer des tourillons ayant un diamètre d'environ 10 cm.
<Desc/Clms Page number 5>
et une largeur ou une longueur d'environ 10 cm.,on peut utili- ser le même élément d'inducteur A ayant une largeur d'environ 5 cm, comme s'il s'agissait de traiter un tourillon ayant un diamètre de 5 cm. et une largeur de 5 cm. La seule différence réside dans l'élément B de l'inducteur. Dans le premier cas, cet élément présente une largeur de 10 cm. et un diamètre inter- ne de 10 cm., tandis que, dans le second cas, l'élément B de . l'inducteur présente une largeur de 5 cm. et un diamètre interne de 5 cm. Dans l'exemple précité, on n'a pas tenu compte des tolérances nécessaires entre la surface de la pièce à traiter et l'inducteur de chauffage.
Pendant l'échauffement de la pièce à traiter W ou dessec- tions de celle-ci, on fait tourner cette pièce autour de son axe pour assurer une répartition uniforme de la température. le ou les conducteurs de chauffage C de l'élément B de l'inducteur peuvent être disposés de telle façon qu'ils influen- cent l'allure de l'échauffement, c'est-à-sdrie qu'ils assurent la répartition de la température sur la surface de la pièce à traiter suivant un plan déterminé. Ainsi, le ou les conducteurs de chauffage peuvent par exemple avoir des largeurs différentes dans la direction agissant sur la pièce. Ils peuvent aussi 'être disposés d'une façon particulière de manière à former des an- gles variés avec l'axe du tourillon.
Il est en général préférable de réduire au minimum la fente de couplage entre l'inducteur et la surface de la pièce à traiter Pour réduire l'intervalle existant inévitablement entre l'élé- ment A de l'inducteur et la surface de la pièce lors du traite- ment de pièces de diamètres différents, l'élément A de l'induc- teur peut adopter la forme D représentée sur le dessin.
Les figs. 3 et 4 fournissent une représentation schémati- que partielle d'un agencement montrant la forme de l'inducteur suivant l'invention. L'élément A1 de l'inducteur est constitué
<Desc/Clms Page number 6>
par deux barres de cuivre a1 et a2, isolées l'une par rapport à l'autre et reliées à la source de courant, par exemple au transformateur. L'isolation est indiquée en d. Pour la mise en oeuvre de l'invention les barres en cuivre al et a2 sont plates et disposées selon un angle de 180 l'une par rapport à l'autre.
L'élément b de l'inducteur est constitué par les conducteurs de chauffage b1 et b2 et par deux ponts de liaison f1 et f2.
A l'aide d'un dispositif de serrage G, l'élément b de l'induc- teur est serré sur l'élément A, de l'inducteur, par exemple à l'aide d'un excentrique. Pour déterminer la position relative de ces deux éléments de l'inducteur, l'élément Ai de l'induc- teur est muni de blocs de guidage H. Les sections de la pièce que l'on désire traiter tournent dans le sens de la flèche J pendant leur chauffage. Les pièces à traiter sont centrées à l'aide des galets de guidage K en matière non magnétique. Il est judicieux de refroidir l'inducteur à l'eau. L'eau de refroidis- sement circule dans les conduits de refroidissement (non repré- sentés) dans le sens de la flèche L et est transférée de l'élé- ment 4, dans l'élément b de l'inducteur.
Elle traverse ensuite les éléments b1 et b2 de l'inducteur et retourne par la seconde barre de cuivre de l'élément A, de l'inducteur. Lorsque l'effet de refroidissement doit 'être très accentué, on peut amener de l'eau fraiche à travers les deux barres de cuivre de l'élément A1 de l'inducteur pour la laisser s'échapper lorsqu'elle a traversé une moitié de l'élément b de l'inducteur. Le raccord par lequel l'eau est transférée de l'élément A1 à l'élément b de l'inducteur est rendu étanche par des bagues d'étanchéité spéciales assurant un joint étanche grâce à la pression de ser- rage élevée existant entre les éléments A1 et b de l'inducteur.
La partie supérieure de la fig. 3 représente un induc- teur suivant l'invention comportant une partie antérieure desti- née au traitement d'ur. tourillon ayant un diamètre importait et
<Desc/Clms Page number 7>
une grande largeur, tandis que la moitié inférieure de la même figure montre la partie antérieure d'un tourillon ayant un diamètre et une largeur plus réduits. Les courants de chauffage circulent dans le sens des flèches M. L'allure de l'échauffement est influencée d'une façon simple en modifiant la largeur N des conducteurs de chauffage dans l'inducteur proprement dit b.
Des conducteurs de chauffage de grande largeur provoquent une admis- sion plus/orte de la chaleur aux parties médianes de la pièce traiter, tandis que des conducteurs de largeur réduite renfor- cent l'admission de la chaleur aux sections externes. lorsqu'on utilise l'inducteur pour la trempe superficielle, il est avantageux de prévoir des dispositifs de refroidissement brusque appropriés permettant le refroidissement brusque de la surface lorsque celle-ci a atteint la température de trempe.
Ces dispositifs de refroidissement brusque peuvent être dispo- sés du côté A1 de l'inducteur, mais ils peuvent aussi être pré- vus, d'une façon complémentaire ou exclusivement, dans l'élé- ment b entre les conducteurs de chauffage b1 et b2. Dans ce cas, la partie antérieure de l'inducteur est munie d'un conduit d'a- menée pour l'eau de refroidissement brusque' L'eau peut aussi être amenée par l'intermédiaire de l'élément A1 de l'inducteur, en traversant des orifices ménagés dans les surfaces serrées l'une contre l'autre entre A1 et b.
L'élément b de l'inducteur est muni d'une poignée permettant un remplacement aisé après chaque échauffement. les figs. 5 et 6 montrent une forme de l'inducteur dans laquelle l'élément A2 de l'inducteur est constitué par deux bar- res de cuivre disposées de façon à former entre elles un angle de 90 de la manière indiquée en a et a4. Pour réduire la fente de couplage, on a choisi la forme représentée en o Dans ce cas, les galets K sont disposés de telle façon que deux galets se trou- vent dans llément A2 et un seul dans l'élément B de l'inducteur.
<Desc/Clms Page number 8>
Dans cet exemple de mise en oeuvre de l'invention, les deux éléments de l'inducteur sont assemblés par des chevilles P solidaires de l'élément B de l'inducteur et traversant dess alésages Pl ménagés dans l'élémetn A2 da l'inducteur. A leur partie postérieure, elles sont appelées, d'une façon magnétique, mécanique ou hydraulique, par des organes appropriés, de façon à fournir une pression de contact suffisante. Les galets d'é- cartement peuvent 'être déplacés dans le sens de la flèche Q afin de les adapter aux différents diamètres des pièces à trai- ter. Pour assurer un contact parfait entre l'élément A2 et l'é- lément B, la surface de contact R de l'élément a3 de l'inducteur peut être dentelée.
A la place de deux conducteurs de chauffage parallèles dans l'élément B de l'inducteur, on n'a prévu qu'un seul con- ducteur de chauffage comme indiqué sur la fig. 6. Celui-ci s'é- tend d'un côté du pont f3 à l'autre côté du pont f4. Cette dis- position permet de définir à volonté la zone d'échauffement par le choix de la largeur de ce conducteur de chauffage et par sa disposition. les figs. 7 et 8 sont des vues de profil et de face d'un inducteur suivant l'invention comportant un élément semi-circu- laire a, a6.
Cette disposition permet de réduire sensiblement la fente de couplage pour tous les diamètres de pièces à traiter Afin d'assurer une pression initiale suffisante pour les surfa- ces de contact et de transfert d'eau, les faces intérieures de s éléments a5 et a6 de l'inducteur peuvent 'être étagées comme représenté en Y, ou bien on peut prévoir des rainures du genre indiqué en T.
.L'élément B de l'inducteur est serré sur l'élément A à l'aide de chevilles. Une traction est exercée sur ces chevilles d'une façon mécanique, hydraulique ou pneumatique. Dans ce cas également, le mode de mise en oeuvre est représenté pour le traitement d'une pièce ayant deux dimensions différentes.
<Desc/Clms Page number 9>
Etant donné qu'il peut 'être éventuellement doffocile de loger les galets d'écartement à cause des conducteurs d'amenée de courant il peut être avantageux de s'écarter de la disposi- tion plus ou moins symétrique des inducteurs représentés sur les figs. 1 à 8 des dessins, en ce qui concerne la disposition des galets eux-mêmes et celle des conducteurs d'amenée. Il est évi- dent que, dans cette construction, la disposition symétrique triangulaire des galets doit 'être conservée.
A cet effet, la disposition de la fig. 9 est étudiée de telle façon que deux galets se trouvent dans le capuchon et un galet sur l'élément d'inducteur relié directement à la source de courant. Les barres a, qui forment un angle de 180 entre elles, sont de longueurs inégales, et l'un des galets K est prévu sur la barre la plus longue. La fig. 10 montre un induc- teur comportant des barres cintrées a . Les conducteurs d'amenée sont coudés et raccordés chacun à une barre a, et le galet d'é- cartement E est prévu au sommet de l'arc formé. Les deux contre- galets K se trouvent dans le capuchon. 11 est aussi possible de disposer les barres a selon un angle droit et de disposer l'un des galets K au sommet de cet angle.
Il est évident qu'on peut aussi choisir à cet effet d'au- tres dispositions ayant pour but de permettre de placer les galets d'une façon simple et appropriée.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux réali- sations qui ont été décrites et représentées et que l'on peut y apporter des modifications sans pour cela sortir du cadre de cette invention. Ainsi, on peut améliorer le rendement en pré- voyant sur les conducteurs de chauffage ou les inducteurs des culasses magnétiques. Les agencements particuliers permettant la mise en oeuvre de l'invention peuvent aussi être combinés et on peut apporter des modifications à la forme des inducteurs, afin d'adapter ceux-ci à des pièces à traiter d'un type diffé- rent de celui décrit.