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APPAREIL DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION AVEC DISPOSITIFSDE
COMMANDE.
La présente invention se rapporte à un appareil de chauffage par induction pour le traitement thermique de courtes barres rondes, tiges et pièces semblables défilant dans l'appareil bout à bout, l'une à la suite de l'autre, l'appareil et ses éléments pouvant toutefois être utiles pour d'au- tres applications. Plus particulièrement,l'invention concerne la réalisation d'un appareil de chauffage par induction pour la trempe superficielle de lots de tringles de boîte de vitesse pour automobiles, les tringles d'un lot ayant les mêmes dimensions aux tolérances de fabrication près., mais étant différen- tes des tringles d'un autre lot.
Une caractéristique très importante de l'invention réside en ce que l'appareil de chauffage par induction comprend un dispositif pour faire subir aux pièces un traitement thermique pendant qu'elles se déplacent horizontale- ment dans l'appareil, et non sur une pente ou verticalement comme dans la tech- nique antérieure.
L'invention a pour but général de procurer un appareil de chauffa- ge par induction solide, de fonctionnement économique, avec un minimum de ma- nutention des pièces à traiter, pratiquement sans défauts de fonctionnement, de manière à pouvoir être desservi par de la main-d'oeuvre non qualifiée, et suffisamment souple pour pouvoir traiter thermiquement des lots de pièces qui diffèrent par la forme, les dimensions ou d'autres propriétés.
Les buts de l'invention sont de procurer : un appareil de chauffage par induction servant à chauffer en séné des tringles de boîte de vitesse et pièces semblables par induction haute fré- quence, l'appareil ayant un mécanisme de commande qui permet de tremper des parties de surface choisiesde chaque pièce quand elle traverse l'appareil, supprimant ainsi des procédés coûteux de masquage;
plus spécialement, un appa reil de chauffage par induction pour tremper superficiellement l'une à la sui- te de l'autre une série de ces tringles, la trempe étant, pour chaque tringle,
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limitée à des surfaces déterminées et aux gorges, et en particulier aux épau- lements bordant les gorgés; un appareil qui puisse être rapidement monté et réglé pour passer d'une production en série de tringles de boite de vitesse ou autres pièces à une production en série d'un autre type de tringle de boîte de vitesse ou au- tre pièce; un appareil de chauffage par induction pouvant être monté de dif- férentes manières pour le traitement thermique de différentes sortes de piè- ces, mais de telle façon que pour chaque montage particulier l'appareil ne reçoive qu'un seul type de pièce;
un appareil du type décrit ne demandant pas d'autre service que l'alimentation de l'appareil en.pièces à traiter; un appareil de chauffage par induction ayant un enroulement induc- teur de chauffage alimente en énergie haute fréquencemais pourvu de disposi- tifs de protection et de commande, de préférence électrique?,qui empêchent 1' application de l'énergie haute fréquence à l'enroulement qund l'appareil man- que de pièces à traiter ou fonctionne mal;
un appareil de chauffage par induction que l'on alimente de pièces postiches après que toutes les pièces de la série traitée ont subi leur trai- tement thermique,, de façon qu'il soit impossible de trouver dans la série une pièce qui ne soit pas complètement traitée, les pièces postiches étant de pré- férence faites en un métal très conducteur tel que du cuivre ou du laiton, pour les distinguer facilement des pièces de série qui sont généralement en fer, et pouvant être utilisées indéfiniment pour la mise au point de l'appa- reil et à la fin des séries;
un appareil de chauffage par induction du type ci-dessus ayant un dispositif automatique qui fournit automatiquement des pièces postiches à 1' appareil immédiatement après la fourniture de toutes les pièces de série., le nombre de pièces postiches étant suffisant pour assurer que toutes les piè- ces de série ont été traitées et enlevées de l'appareil; un appareil de chauffage par induction auquel on délivre des piè- ces à traiter bout à bout en une série qui passent dans un enroulement de chauffage par induction de l'appareil, chaque pièce étant mise en rotation quand elle traverse l'enroulement l'appareil étant pourvu d'un dispositif mis en action par la présence de pièces en série pour le maintenir en fonc- tionnement, et mis en action par l'absence de telles-pièces pour couper l'a- limentation de l'enroulement de chauffage;
un appareil de chauffage par induction dans lequel l'alimentation de l'enroulement de chauffage par induction est coupée chaque fois que l'avan- cement de la série de pièces dans l'appareil est interrompu ; un appareil de chauffage par.induction pour la trempe superficiel- le de surfaces choisies de chaque pièce à traiter d'une série de pièces se dé- plaçant continuellement dans l'appareil; dans la forme d'exécution préférée de l'invention,ceci est obtenu en réglant la fourniture d'énergie à l'en- roulement de chauffage par induction de l'appareil dans lequel les pièces pas-' sent;
conformément à l'invention chaque pièce de la série commande la four- niture d'énergie à l'enroulement de chauffage par induction, la commande étant* fonction de la dureté désirée pour des surfaces axialement ou linéairement espacées des pièces ; uneminuterie est mise en route et maintenue ensuite en fonctionnement pendant une période au cours de laquelle de l'énergie de chauffage est temporairement fournie à la pièce à traiter pour obtenir la dureté désirée, la minuterie étant de préférence mise en route par une piè- ce en mouvement au moyen d'un interrupteur de mise en route actionné en cor- respondance avec la position d'une pièce dans la machine,
cet interrupteur pouvant être placé sur la trajectoire horizontale de la série de pièces et actionné en synchronisme avec le mouvement de la pièce qui pénètre dans l'en- roulement de chauffage par induction quoiqu'il soit actionné par une autre pièce de la série; l'appareil de chauffage par induction comprend plusieurs
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minuteries correspondant aux différentes sortes de pièces à traitera 'on appareil de chauffage par induction ayant une partie ou un dis- positif chargeur dans lequel les pièces sont maintenues alignées côte à côte et fournies par intermittence à un transporteur qui fait avancer les pièces bout à bout l'une contre l'autre à travers un dispositif de chauffage par induction et de trempe de l'appareil;
le dispositif de traitement thermique' comprend un enroulement de chauffage par induction et un anneau de trempé im- médiatement à la suite de l'enroulement sur la trajectoire des pièces, l'éner- gie étant de préférence fournie à l'enroulement de chauffage par intermitten- ce, tandis que l'eau de trempe est fournie et coule de l'anneau sans interrup- tion, de sorte que l'enroulement est maintenu réellement froid, et le disposi- tif de traitement thermique dont il fait partie peut être petit et compact.
Une caractéristique importante de l'invention est d'avoir prévu un chargeur spécial à utiliser avec des appareils du type décrit. Ce chargeur délivre des pièces à traiter allongées à un transporteur se déplaçant dans le sens de la longueur des pièces fournies. Le chargeur est pourvu d'un disposi- tif maintenant les pièces côte à côte et laisse tomber, par l'intervention d' un dispositif actionné électriquement, les pièces sur le transporteur, une à la fois. L'appareil comporte des éléments qui reçoivent les pièces du trans- porteur et les poussent,en une file, à travers l'appareil suivant une ligne droite pratiquement horizontale.
L'invention a aussi pour objet un appareil comportant un.magasin de chargeur de pièces amovible. Conformément à l'invention, plusieurs magasins interchangeables sont prévus, chacun d'eux ne pouvant cependant contenir qu' un seul type particulier de pièces. Les magasins sont rapidement remplacés de sorte qu'il est facile de changer le réglage de l'appareil pour passer du traitement thermique d'un lot de'pièces d'un type à celui d'un lot d'un autre type.
Un but secondaire de l'invention est de munir chaque magasin de sa fiche de connexion spéciale propre destinée à la minuterie particulière qui a été ou peut être réglée pour l'alimentation appropriée en courant de l'enroulement de chauffage par induction de l'appareil correspondant à un type donné de pièces à traiter portées par le magasin, de sorte que l'opéra- teur ne doit faire preuve d'aucune initiative.
L'invention ressortira clairement de la description suivante d'une de ses formes d'exécution préférées, représentée à titre d'exemple aux dessins annexés, dont certaines figures ont été simplifiées pour plus de clarté par omission de certains détails.
La figure 1 est une vue en plan d'un appareil de chauffage par in- duction conforme aux principes de l'invention.
La figure 2 est une vue de face d'une machine à défilement horizon- tal faisant partie de l'appareil de chauffage par induction de la figure 1.
La figure 3 est une coupe verticale pratiquement suivant la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est un schéma électrique des dispositifs et des con- nexions électriques conformes aux principes de l'invention et convenant à 1' appareil de la figure 1, les liaisons mécaniques entre parties étant figurées par des lignes interrompues.
La figure 5 est une vue de profil du chargeur de l'appareil de la figure 1.
La figure 6 est une vue de face du'chargeur de la figure 5.
La figure 7 est une coupe pratiquement suivant la ligne VII-VII de la figure 6.
Les figures 8 et 9 sont des vues en coupe pratiquement suivant les lignes VIII-VIII et IX-IX des figures 7 et 8, respectivement.
Les figures 10 et 11 représentent deux types de pièces différentes
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ayant la forme de tringles de boite de vitesses pouvant être traitées thermi- quement dans la machine de la figure 1.
Les figures 12 et 13 sont respectivement une vue en plan et 'une vue de profil d'un magasin pour- le chargeur de la figure 5.
La figure 14 est une vue de face du magasin, prise de la droite de la figure 13.
La figure 15 est une vue en plan d'un élément du chargeur de la figure 5 servant à fixer de manière amovible le magasin des figures 12 à 14, le magasin n'étant pas représenté.
La figure 16 est une coupe pratiquement suivant la ligne XVI-XVI de la figure 15, le magasin étant représentée et
La figure 17 est une coupe pratiquement suivant la ligne XVII-XVII de la figure 16.
Comme le montrent les figures 1 à 4, un appareil de chauffage par induction conforme à l'invention comprend un chargeur portant la référence générale 1. Le chargeur comprend un transporteur 2 sur lequel il place pé- riodiquement une pièce à traiter W. Le transporteur 2 déplace les pièces axia- lement,,, ou dans le sens de leur longueurvers un dispositif translateur qui guide et meut les pièces bout à bout à travers un dispositif de chauffage par induction et de trempe pour le traitement thermique. Ce dernier fait par- tie d'une machine à défilement horizontal portant la référence générale 3 et est alimenté par un générateur d'énergie à haute fréquence 4 dont les conduc- teurs d'alimentation passent par un boîtier de protection 5 à un transforma- teur de courant 6.
Celui-ci est pourvu de conducteurs de sortie à faible self- induction 7.
La machine à défilement 3 comprend une table 14 qui peut porter le transformateur de courant 6, une plaque de base 20 fixée rigidement et bien horizontale sur le dessus de la table 14 et, disposés sur la plaque de base l'un derrière l'autre sur la trajectoire des pièces à traiter :un dispositif d'alimentation 22, une poupée de tête 24,un dispositif de chauffage par induc- tion et de trempe pour le traitement thermique 26, et une poupée de queue 28.
Le dispositif d'alimentation 22 comprend un dispositif compres- seur et un dispositif de propulsion des pièces 30 et 32 espacés le long de la trajectoire. La sortie de la poupée 24 comprend un jeu 34 de rouleaux dis- posés en triangle, servant à maintenir et à faire tourner les pièces. Le dispositif de traitement thermique 26 comprend une tête 35 composée d'un en- roulement de chauffage par induction 36 et d'un anneau de trempe 38. L'entrée de la poupée de queue 28 comprend un jeu de rouleaux 40 semblable à celui de la poupée de tête.
Un guide d'introduction 42 regoit les pièces venant du transpor- teur 2 du chargeur 1, la force de propulsion du transporteur étant faible mais suffisante pour pousser les pièces;, entrant dans le guide d'introduction 42, dans le poussoir 30 du dispositif d'alimentation 22.Le guide 42 comprend une barre allongée 44 -dont la face supérieure présente une rigole en V 46 dans la- quelle les pièces à traiter glissent. Des parties de la barre 44 peuvent rece- voir des couvercles amovibles 47. Le poussoir 30 et 32 comprend des rouleaux entraînés par moteur 48 et 50 qui font avancer la série de pièces le long du guide 42 à une vitesse déterminée pour tout'le reste de leur trajectoire.
Le guide 42 s'arrête près du jeu de rouleaux 34 qui donne un mouvement de rota- tion aux pièces pendant qu'elles traversent d'abord l'enroulement de chauffa- ge par induction 36 et ensuite l'anneau de trempe 38 du dispositif de traite- ment thermique 26. Vanneau de trempe 38 reçoit du liquide de trempe,de 1' eau., par un tuyau 52, le liquide se déchargeant sur la pièce traitée par des trous pratiqués à l'intérieur de l'anneau de trempe, suivant la méthode clas- sique. De préférence,
l'eau est amenée sans interruption pendant la marche de l'appareil
L'enroulement de chauffage par induction 36 du dispositif de trai- tement thermique 26 est connecté aux conducteurs d'alimentation à courant fort
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7 du transformateur 6 relié lui-même au générateur haute fréquence 4. Celui- ci est de préférence à tube oscillateur et l'alimentation du transformateur 6 est réglée en "manipulant" son circuit de grille. En d'autresmots, on 'coupe et remet périodiquement le courant du générateur pour tremper sélectivement certaines parties de chaque pièce traitée.
Quand une pièce traverse le dispositif de traitement thermique 26, elle est saisie par les rouleaux 40 de la poupée de queue 28 et passe ensuite dans le guide d'évacuation 54 semblable au point de vue construction au guide d'introduction 42 et comprenant aussi une barre allongée à rigole en V 44.
Près de la sortie du guide d'évacuation 54, les'pièces rencontrent une roue 56 qui pèse légèrement sur elles et est entraînée par ellesla roue tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse de déplacement li- néaire du train de pièces et actionnant de manière correspondante un disposi- tif électrique 57. Quand chaque pièce quitte le guide d'évacuation 54, elle actionne un appareil électrique ayant la forme d'un interrupteur de mise en route 58 avec un levier pivotant 60 avec lequel la pièce quittant le guide vient légèrement en contact.
La machine à défilement 3 comprend de plus une commande à vitesse variable servant à faire tourner les rouleaux inférieurs des jeux de rouleaux de rotation des pièces 34 et 40, la commande à vitesse variable comprenant un moteur 62 et un engrenage 64. La machine à défilement comprend aussi une commande à vitesse variable servant à faire tourner les rouleaux de propul- sion 48 et 50 des poussoirs 30 et 32 respectivement, du dispositif d'alimen- tation 22. Cette dernière commande comprend un moteur 66 et -Lui engrenage 68.
Si on le désire, le même dispositif d'engrenage peut entraîner le transpor- teur 2 du chargeur 1 par l'intermédiaire d'une commande variable 69.
Le chargeur 1 est représenté plus en détail aux figures 5 à 17.
Le rôle du chargeur est de disposer les pièces de manière qu'elles soient dé- livrées proprement à.la machine de défilement horizontale 3 pour y subir le traitement thermique. Conformément à l'invention, le chargeur se caractérise en plus en ce qu'il délivre automatiquement des pièces postiches à la machine à défilement 3 lorsque le chargeur est vide de pièces à traiter thermiquement, plus exactement à tremper superficiellement. Aussi conformément à l'invention, le chargeur est pourvu d'un magasin détachable de manière à permettre d'utili- ser plusieurs magasins interchangeables avec un seul chargeur, chaque maga- sin ne pouvant contenir qu'un seul type de pièces à traiter différent du type des pièces d'un autre magasin.
Conformément à la forme d'exécution préférée de l'invention,le chargeur 1 comprend un bâti 70 avec une paire de montants espacés verticaux 72 et 74 et une traverse de renforcement 75 reliant leurs extrémités supé- rieures. Le bâti porte une glissière 76,.un magasin à pièces 78 fixé de fa- çon amovible à la glissière 76, le transporteur 2, un dispositif de libéra- tion des pièces à commande électrique comprenant des tiges de débit 82 et 84 actionnées par des solénoïdes 86 et 88 respectivement, et un sélecteur à com- mande automatique portant la référence générale 90.
Les solénoïdes 86 et 88 sont portés par le bâti 70 et ont des ar- -matures attachées aux tiges de débit associées En ou 84 par l'intermédiaire de dispositifs à ressorts 52 et 94 qui tendent à placer chacune des tiges de débit 82 et 84 dans les positions indiquées à la figure 16, le solénoide associé étant désexcité. Les tiges de débit 82 et 84 commandent le débit des pièces au transporteur 2; et le dispositif sélecteur 90 permet uniquement aux pièces à traiter contenues dans le magasin 78 d'atteindre les tiges 82. et 84 jusqu'à ce que le magasin soit entièrement vidé. Dans ce dernier cas, le sé- lecteur 90 permet aux postiches d'atteindre les tiges 82 et 84.
Les pièces lâchées par le dispositif de libération comprenant. Les tiges 82 et 84 tombent sur le transporteur 2 qui les amène au guide d'intro- duction 42. Dans ce but, le transporteur 2 comprend une courroie sans fin dont le brin supérieur est de préférence horizontal quoiqu'il puisse être légèrement incliné si on le désire. La courroie passe sur des tambours sup- ports montés dans des paliers 95 du bâti 70. Le transporteur se déplace dans le sens indiqué par les flèches des figures 2,4, 6 et 7, sous l'impulsion @
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de l'engrenage 69 entraîné par le moteur électrique 66 de la machine à défile- ment 3Cette courroie peut évidemment être commandée de manière indépendan- te, si on le désire.
Immédiatement au-dessus de la courroie transporteuse, le 'bâti 70 du chargeur 1 porte une paire de barres allongées de guidage 98 et 100 paral- lèles au transporteur. Comme le montrent le mieux les figures 5, 8 et 9, la barre de guidage 98 est partiellement en forme de cornière avec une aile verticale 102 parallèle à une aile verticale 104 de la barre de guidage 100.
L'aile 102 de la barre de guidage 98 s'arrête un rien avant l'extrémité de sortie du sélecteur 90 par où les pièces à traiter en forme de tiges roulent une à la fois sur la courroie transporteuse jusqu'à l'endroit indiqué en'traits interrompus à la figure 9. La partie supérieure de la barre 98 comprend une partie longitudinale 105, le vide entre cette partie et la courroie 2 formant une trappe par où une pièce peut passer. Une pièce lâchée vers le transpor--- teur roule contre l'aile 104 de la barre de guidage 100 et est guidée par-le transporteur 2 entre les ailes de guidage 102 et 104 des barres de guidage 98 et 100, l'entrée de la barre 98 étant légèrement repliée comme indiqué en 105' pour empêcher le coincement.
Le transporteur porte les pièces entre les ailes 102 ,et 104 et les amène à l'entrée du guide d'introduction 42, poussant continuellement la pièce de tête dans les poussoirs 42 et 44 du dispositif d' alimentation 22.
Les pièces à traiter vont du chargeur 1 à la courroie transporteur 2 par une paire de pentes ou chemins formés par la glissière 76 et le maga- sin 78. La glissière 76 comporte une plaque de fond 106 qui s'étend jusqu'à la trappe formée par le guide 98. Cette plaque 106 est inclinée sur l'horizon- tale sauf pour une petite partie 107 à la sortie, comme le montrent le mieux les figures 5 et 16. Le dispositif de libération comprenant les tiges de dé- bit 82 et 84 est agencé et fonctionne de telle façon que les pièces sont envoyées une à la fois au transporteur 2. Dans ce but l'extrémité 107 de la plaque 106 présente un petit trou rectangulaire 110.
La tige de débit supé- rieure 82 se trouve au-dessus du trou et a un éperon séparateur 112 venant se placer un rien au-dessus du trou; la tige de débit inférieur 84 se trouve en- dessous du trou, sauf un nez d'arrêt 114. Quand les solénoïdes 86 et 88 des barres 82 et 84 sont désexcités, les bouts 112 et 114 se trouvent dans le che- min des pièces devant aller de la plaque 106 au transporteur 2, les bouts te- nant serrée entre eux une seule pièce à traiter. Quand le solénoïde 88 est ex- citée il attire le nez 114 de la tige de débit 84 sous l'extrémité 107 de la plaque 106, et libère la pièce serrée entre les deux bouts. Si on.désexcite alors le solénodier 88, le ressort repousse le nez 114 de manière à venir se placer sur la trajectoire des pièces.
Si on excite ensuite momentanément le solénoïde supérieur 86, l'éperon 112 se lève et laisse une pièce rouler con- tre le nez 114. Si on désexcite le solénoïde supérieur 86, l'éperon 112 re- descend et la pièce est emprisonnée entre les bouts 112 et 114. Si on excite ensuite à nouveau le solénoïde 88,il libère la pièce "prête", mais aucune au- tre pièce ne peut être libérée à cause de la barrière interposée par le nez 112 de la tige de débit 82.
Les pièces sont amenées au dispositif de libération par les descen- tes ou chemins formés par la glissière 76 et le magasin 78. Dans ce but, com- me le montrent les figures 16 et 17, la partie supérieure de la plaque 106 de la glissière 76 comporte une paire de cornières parallèles 128 et 130 soudées ou autrement fixées, formant glissière 134 pour une série de pièces postiches, pouvant consister chacune en un cylindre uni en laiton pouvant descendre la glissière 134 par gravité. Les cornières 128 et 130 s'arrêtent avant l'extré- mité de la plaque 106, dans le voisinage du sélecteur 90.
Le sélecteur 90 comprend un dispositif court en forme de pont po- sé sur la plaque de fond 106. Le dispositif comprend une paire de parois la- térales verticales 138 et 140 dont les bords supérieurs inclinés portent le tablier 142. Celui-ci est plus incliné que la plaque 106. Le côté entrée du dispositif comprenant'les côtés 138 et 140 et la plaque de fond 106 est garni du magasin amovible 78 par lequel les pièces à traiter sont envoyées à l'ap- pareil.
Dans ce but, des bords des parois 138 et 140 sont pourvus d'éléments
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pouvant recevoir des boulons ou des vis dont le rôle sera exposé ultérieure- ment., @
Comme le montrent plus particulièrement les figures 12 à 14 et 17, le magasin 78 comprend une pièce inférieure en U inversé 143 constituée de parois latérales 144 et 145 et d'une plaque supérieure ou traverse 146.
L'extrémité inférieure de la pièce 143 a des oreilles de fixation 148 et'14.9 dépassant vers l'extérieur les côtés 144 et 145,à leurs extrémités. La par- tie supérieure de la pièce 143 a d'autres oreilles ou rebords de fixation 150 et 151 prolongeant vers l'extérieur le bas des côtés 144 et 145.
Le magasin 78 comprend de plus une pièce supérieure de tunnel 153 ayant des côtés dirigés vers le bas 154 et 155 et une traverse supérieu- re 156. Les côtés 154 et 155 de la pièce 153 sont fixés à l'extérieur des pa- rois 144 et 145 de la pièce 143, les traverses 146 et 156 étant espacées de manière à former une glissière ou descente 158 par où sont débitées les piè- ces devant subir le traitement thermique.
Comme le montrent les figures 5 et 13, la pièce 153 est plus cour- te que la pièce 143 de manière à ménager une plate-forme de chargement qu'un opérateur garnit continuellement de pièces à traiter. Chaque magasin 78 est élaboré de façon que la largeur de la voie 158, c'est-à-dire la distance en- tre les côtés 154 et 155, ne soit que légèrement supérieure à la longueur des pièces destinées à ce magasin.
Les figures 10 et 11 représentent des types de pièces pour lesquels des magasins 78 peuvent être fabriqués. La figure 10 représente une tringle de boite de vitesse W' avec trois gorges ou rainures circonférentielles ou annulaires 160,161 et 162, la gorge 160 se trouvant à la gauche de la trin- gle et les gorges 161 et 162 à la droite.
La distance entre la gorge 160 et l'extrémité de gauche de la tringle est différente des distances entre les gorges 161 et 162 et l'extrémité de droite de la tringle.La figure 11 re- présente une autre forme de tringle de boîte de vitesse W" avec des gorges annulaires ou circonférentielles disposées non symétriquement 163, 164, 165 et 166, la distance entre la gorge 163 et l'extrémité de gauche de la tringle étant différente de la distance entre une quelconque des autres gorges et l'extrémité de droite. Il faut remarquer que les tringles des figures 10 et 11 diffèrent non seulement par leur forme mais aussi par leur longueur, et le nouvel appareil de chauffage par induction a des réglages qui permettent aussi que leurs diamètres soient différents.
Il est bien évident que les trin- gles de boite de vitesse W' et W" ne sont que des exemples de pièces pouvant être traitées par le nouvel appareil qui n'est pas limité au traitement ther- mique des pièces particulières représentées.
La glissière 158 a comme fond la traverse 146, à laquelle on fixe de préférence une paire de rails de roulement 168 et 170.(La plaque supérieu- re 156 du magasin 78 peut être pourvue de rainures allongées d'observation 172.) Les rails 168 et 170 sont parallèles aux côtés 154 et 155.La distance entre chaque rail de guidage de roulement et le côté le plus proche corres- pond à la distance entre une gorge de la tringle de boîte de vitesse et son extrémité la plus proche, les distances étant choisies de telle façon qu'el- les ne se reproduisent pour aucune autre tringle de boite de vitesse devant être traitée thermiquement dans l'appareil.
De préférence aussi, la distance entre les traverses 146 et 156 de la glissière 158 correspond généralement à la hauteur des pièces roulant sur les rails de roulement. On peut donc réa- liser un magasin 78 qui n'accepte que les tringles qui lui sont destinées.
Conformément à 1-'invention, plusieurs magasins 78 sont prévus dont chacun comporte une glissière désignée pour une pièce déterminée pour laquel- le le magasin est prévu. Tous les magasins ont cependant des oreilles ou re- bords de fixation avec des trous prévus aux mêmes endroits pour tous les ma- gasins qui peuvent ainsi être fixés de manière interchangeable à la glissière inférieure 76 du chargeur 1.
Dans ce but les pattes verticales 148 et 149 d' un magasin viennent s'appliquer contre les extrémités des parois 138 et 140, et ont des boutonnières appropriées 173 (voir figure 17) dans lesquelles pas-
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sent des boulons ou d'autres fixations appropriées facilement démontables qui serrent les pattes sur les extrémités des parois 138 et 140. Dans cette posi- tion, les bords prolongés vers l'extérieur 150 et 151 d'un,magasin reposent sur des parties extérieures de la plaque de fond 106 de la glissière inférieu- re 76, et ces parties de support ont aussi des trous convenablement espacés pour des dispositifs de fixation facilement démontables.
Chaque magasin 78 porte à 11 extérieur sur une paroi une fiche de sélection ou de fermeture de circuit 174 attachée au moyen d'un câble 176 et s'adaptant à une prise 177 montée sur le bâti 70 ou la table 14. La prise 177 (figo 1 et 4) est reliée à plusieurs minuteries de cycle de travail mon- tées dans l'appareil, chaque minuterie possédant plusieurs circuits à temps qui sont réglés en fonction du type de pièces contenues dans le magasin 78 spécial fixé au moment considéré sur le chargeur. Les connexions de la fiche 177 de ce magasin correspondent à la minuterie particulière y afférente. Deux minuteries 178a et 178b sont représentées et servent d'exemples pour toutes les autres minuteries pouvant être utilisées.
Les diverses minuteries et fi- ches spéciales portent les mêmes références affectées cependant de lettres différentes ; la description générale du fonctionnement d'un groupe pouvant, comme il se conçoit, s'appliquer en général à n'importe quel autre groupe.
Comme le montre le mieux la figure 16, le chargeur 1, avec un ma- gasin attaché, comprend doux glissières inclinées vers le bas 134 et 158, la glissière 158 surplombant la glissière 134. Les deux aboutissent au sélec- teur 90 qui ne permet qu'à la glissière supérieure 158 d'alimenter le trans- porteur 2 aussi longtemps qu'elle n'est pas entièrement vidée; quand la glis- sière supérieureest vide, le sélecteur permet automatiquement à la glissière inférieure 134 de délivrer des pièces.postiches au transporteur.
Le sélecteur 90 comprend le dispositif en pont constitué des pa- rois latérales 138 et 140 et du plafond 142.Les pièces quittant la glis- sière 158 du magasin 70 roulent sur la plaque 142 qui leur sert de piste.
Le sélecteur 90 comprend aussi un plancher levable 180 servant de barrière qui prolonge la piste ou plancher 142. Le plancher d'arrêt 180 est fixé à un axe 182 au moyen de deux barres de support 184 et 186 qui bouchent la piste inférieure 134 quand le plancher mobile 180 se trouve dans la posi- tion dessinée en trait plein à la figure 16. L'axe 182 tourne dans les pa- rois latérales 138 et 140, et une extrémité du plancher mobile dépasse 1' axe vers l'extérieur pour y attacher un contre-poids 187 servant à donner un moment de rotation dans le sens opposé à celui du plancher mobile 180 et de ses barres associées 184 et 186.
La piste du sélecteur 90 composée des planchers 142 et 180 est inclinée de façon que les pièces, en quittant la glissière 158 du magasin amovible 78, roulent le long de celle-ci. Le plancher 180 n'est pas aussi lar- ge que le plancher 142 de sorte que l'on peut munir le sélecteur de barres de guidage 188 et 189 situées au-delà des bords du plancher mobile 180 qui ne gêneront donc pas le mouvement du plancher 180. Les barres de guidage 188 et 189 maintiennent les pièces côte à côte quand elles descendent les plan- chers inclinés 142 et 180. Si o.. le désire, les extrémités supérieures des barres 188 et 189 peuvent être munies de pièces de couverture 190 qui empêchent les pièces de se chevaucher.
Afin de pouvoir admettre des pièces à traiter de longueurs différentes, les barres 188 et 189 sont fixées de manière réglable au plancher 142 et à la plaque de fond 106 de la glissière 76. Diverses séries de trous 191 sont prévues,,dans lesquelles on peut fixer les barres 188 et 189 de manière amovible.
Le plancher mobile 180 du chargeur est arrangé de telle façon que dès:que la dernière pièce du magasin de pièces à traiter 78 est passée, les pièces postiches sont délivrées automatiquement de la glissière 134 au trans- porteur 2.Dans ce but, la glissière 134 est garnie d'un nombre déterminé de pièces postiches dont la longueur totale va au moins de l'entrée de l'enrou- lement de chauffage par induction 36 à l'interrupteur de mise en route 58. En fonctionnement normal la première des pièces postiches d est appuyée contre des butées 192 des barres de support 184 et 186 du plancher mobile 180, la
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distance entre les barres étant plus courte que la longueur d'une pièce pos- tiche d.
Ces bords 192 des barres 184 et 186 se trouvent immédiatement sous l'axe 182. Les pièces postiches d exercent contre les butées 192 une cer- taine force qui tend, à soulever le plancher mobile 180 entre les barres 188 et 189, mais cette force peut être très petite de sorte qu'à cause de la lon- gueur et de la pente du plancher 180, une seule pièce à traiter suffit sur le plancher 180 pour le maintenir dans la position en trait plein de la figure 16 malgré toutes les forces normales tendant à le faire basculer dans le sens anti-horlogiquee
Dès que la dernière pièce à traiter quitte le plancher 180,le contrepoids 187 n'est plus équilibré, et l'axe 182 tourne de manière à soule- ver le plancher 180,
les barres 184 et 186 passant dans des fentes 193 pra- tiquées dans le plancher supérieur 142. Le plancher mobile 180 prend la po- sition en traits interrompus de la figure 16, permettant aux pièces postiches de rouler sur la plaque de fond 106 et d'atteindre le dispositif de libérati- on comprenant les barres de débit 82 et 84.
On remarquera qu'un interrupteur de protection 194 avec son levier 196 poussé et dirigé vers le haut à travers une petite ouverture dans la pla- que de fond 106, est disposé de telle façon qu'il est recouvert par le bout du plancher mobile 180 quand celui-ci repose sur le fond 106. Normalement, le plancher 180 abaisse le levier 196 pour maintenir l'interrupteur 194 fermé.
Quand le plancher 180 se relève, la condition de l'interrupteur change, mais chaque pièce postiche d roulant ou restant au-dessus du trou précité abaisse aussi le levier 196 de manière à fermer l'interrupteur 194.
En fonctionnement, on attache un magasin 78 à la glissière 76 et on introduit la fiche 174 dans la prise appropriée. Un opérateur peut remplir le magasin au fur et à mesure de tringles de boîte de vitesse pour lesquelles le magasin a été prévu. Les tringles roulent sur la piste du magasin, main- tenant le plancher mobile 180 abaissé et l'interrupteur 194 fermé. Les trin- gles sont admises sur le transporteur 2, une à la fois, par excitation momen- tanée d'abord du solénoïde 88 et ensuite du solénoïde 86.
Les deux barres de débit commandées par solénoïde 82 et 84 laissent une première tringle attein- dre le transporteur et ensuite une autre tringle venir en position "prête", ' chaque série d'opérations des solénoïdes étant synchronisée avec la sortie d' une tringle de la machine à défilement 3 et sa chute du guide d'évacuation 54 dans un réceptacle approprié quelconque tel que 197. Le transporteur con- duit la tringle libérée entre les guides 98 et 100 dans le guide d'introduc- tion de la machine à défilement 3. La courroie transporteuse a une vitesse légèrement supérieure à celle de la série de tringles en mouvement dans la machine à défilement, de façon qu'il n'y ait aucun vide entre les tringles se trouvant dans la machine à défilement 3.
Quand les tringles, à leur entrée, traversent le guide d'introduc- tion 42, elles passent entre les rouleaux 48 et 50 des poussoirs 30 et 24 32 du dispositif d'alimentation 22 qui pousse les pièces à travers toute la machine à défilement 3. En quittant les rouleaux propulseurs 48 et 50, chaque tringle pénètre dans la poupée de tête 24 entre les rouleaux de rotation des pièces 34 de cette poupée, et de là dans l'enroulement de chauffage 36 de la tête 35 du dispositif de chauffage par induction et de trempe 26.
Quand chaque tringle passe dans l'enroulement 36, le générateur haute fréquence 4 est com-- mandé de manière à appliquer de l'énergie haute fréquence de chauffage à l'en= roulement 36 pour chauffer par induction la tringle sur certaines parties seu- lement de sa longueur, de préférence à l'endroit des gorges pratiquera dans la tringle. Dans ce but, ce sont les tringles qui doivent commander le généra- teur H.F. Conformément à l'invention, la commande est réalisée par un mécanis- me de minuterie décrit ultérieurement et fonctionnant durant un cycle de tra- vail mis en route par chaque tringle quand elle arrive à un point déterminé de sa trajectoire.
La tringle qui commande est de préférence celle qui quitte le guide d'évacuation 54. 'Par conséquent, il faut fixer l'interrupteur de dé= marrage 58 sur la plaque de base 20, sa position étant réglable dans le sens longitudinal de façon à faire correspondre le moment où il est actionné par
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une tringle pour démarrer un cycle d'opérations de la minuterie avec la po- sition et la vitesse d'une:.tringle pénétrant dans l'enroulement de chauffage 36. On peut supprimer le-facteur vitesse en faisant passer la série de trin- gles dans la machine à défilement à une vitesse déterminée.
De préférence aussi la position de la roue 56 doit être réglable le long du guide d'éva- cuation 54 afin que la roue empêche une tringle de quitter le guide avant que le bout de la tringle ait actionné l'interrupteur de démarrage 58. En d'autres mots, une tringle qui quitte la machine bascule au bout du guide d'évacuati- on pendant que la tringle suivante glisse le long du guide d'évacuation jus- qu'à ce qu'elle vienne en contact et actionne l'interrupteur de mise en route 58, après quoi elle bascule aussi et tombe du guide d'évacuation.
A moins qu'une machine du type décrit ait les commandes nécessai- res, l'énergie fournie à l'enroulement de chauffage par induction peut être suffisante pour fondre une pièce si la série de tringles se déplace à une vi- tesse inférieure à celle désirée, ce qui endommagerait considérablement la machine. L'invention procure un dispositif automatique qui non seulement rè- gle l'énergie fournie à l'enroulement de chauffage par induction en fonction des parties de surface à tremper superficiellement sur chaque pièce, mais em- pêche aussi que de l'énergie soit fournie au générateur si le train de pièces se déplace plus lentement que désiré, ce qui peut se produire en cas de coin- cements.
Des commandes sont aussi prévues pour arrêter la fourniture d'éner- gie à l'enroulement de chauffage par induction lorsque la dernière des piè- ces de série disponibles a quitté la machine, de sorte qu'aucune pièce de sé- rie non achevée ne tombera parmi un lot de pièces traitées dans le bac 197.
Il est en outre désirable de ne pas appliquer d'énergie à l'enroulement de chauffage avant que l'appareil soit bien réglé avec des pièces à l'intérieur, des postiches de préférence, défilant à la vitesse voulue. Dans ce but et d'autres, l'appareil est pourvu d'une commande à circuit électrique préféré représenté schématiquement à la figure 4, ce circuit faisant un avec les di- vers interrupteurs de commande et l'enroulement de chauffage par induction de l'appareil.
A la figure 4, les éléments de l'appareil de chauffage par induc- tion décrits ci-dessus sont représentés schématiquement, les liaisons méca- niques entre éléments étant dessinées en traits interrompus et certains dis- positifs étant entourés d'un cadre en trait de chaînette pour les identifier..
Ainsi, le chargeur 1 contient sur la plaque inclinée 106 des pièces W mises côte à côte. Aussi longtemps qu'il y a des pièces à traiter sur le plan incli- né à son extrémité de sortiele levier 196 maintient l'interrupteur 194 fer- mé. Quand les solénoïdes 86 et 88 sont excités de façon appropriée, les bar- res de débit 82 et 84 libèrent les pièces à traiter une par une, et chaque pièce roule sur le transporteur 2.
Celui-ci conduit les pièces à la machine à défilement horizontale 3 dans laquelle elles passent successivement par les propulseurs 30 et 32 (entraînés par le moteur 66 par l'intermédiaire de l'en- grenage 68), le jeu de rouleaux de mise en rotation des pièces 34 de la poupée de tête (entraînés par le moteur 62 par l'intermédiaire de l'engrenage 64), la tête d'induction 35 (comprenant l'enroulement de chauffage par induction 36 relié par des conducteurs 7 au transformateur 6, et l'anneau de trempe 38 alimenté en eau par la tuyauterie 52), et le jeu de rouleaux de mise en ro- tation des pièces 40 de la poupée de queue (entraînés par le moteur 62 par l'intermédiaire de l'engrenage 64).
En traversant la machine, la file de pièces fait tourner la roue 56 à une vitesse proportionnelle à celle de l'avancement des pièces, la roue 56 étant reliée mécaniquement à un inverseur à deux bornes 57 et actionnant celui-ci à une cadence proportionnelle à la rotation de la roue 56.
Quand une pièce à traiter défile, elle actionne le levier de com- mande d'interrupteur 60 en un point déterminé de sa trajectoire; plus exac- tement au bout de sa trajectôire, immédiatement avant de tomber de la machine.
Ainsi actionné, le levier 60 ferme momentanément l'interrupteur 58 auquel il est relié mécaniquement.
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Relais de commande du générateur haute fréquence.
L'oscillateur à tube 4 peut se trouver dans trois états diffé- rents :premièrement au repos, ses éléments ne recevant en général pas de cou-
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rait; secondement, dans l'état d'attente, ses éléments étant en général par- tiellement alimentés en courant mais le générateur ne délivrant pas d'éner-
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gie'haute fréquence au transformateur 6,' et troisièmement, dans l'état de travail le générateur fournissant de l'énergie haute fréquence au transfor- mateur 6 et donc à l'enroulement de chauffage par induction 36. Les-camman--- des prévues pour cela à l'intérieur du générateur ne font pas partie de l'in- vention et tous circuits classiques ou appropriés peuvent être utilisés.
A la figure 4, un relais d'attente 200 est représenté à l'intérieur du géné- rateur 4 et commande un circuit de dérivation 202 qui, à son tour, commande les circuits d'alimentation de certains éléments du générateur. Le relais 200 a une bobine d'excitation 203 en série avec des contacts et de.s inter- rupteurs à décrire ultérieurement qui commandent ainsi l'excitation et la coupure du circuit de dérivation 2C2 pour la commande du générateur. Par exemple le circuit de dérivation 202 peut commander l'application de la ten- sion continue anodique. Quand le circuit de dérivation est coupé,aucune ten- sion plaque n'est appliquée aux tubes du générateur, et celui-ci se trouve dans le premier état.
Quand le circuit de dérivation est alimenté, la ten- sion plaque est appliquée et le générateur se trouve dans son deuxième état ou état d'attente. Pour mettre le générateur dans son troisième état de four- niture d'énergie, un relais de manipulation 204 est prévu, avec ses contacts 206 normalement ouverts et sa bobine d'excitation 208.
Chaque fois que la bobine 208 est excitée, les contacts 206 se fer- ment et peuvent fermer les circuits de grille du générateur.
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Choi."'C de la minuterie de cycle de travail, Le relais 204 est "manipulé" par la minuterie particulière, par exemple 178a ou 17eb, déterminée par le magasin 78 utilisé avec le chargeur 1 de l'appareil. C'est par sa fiche 174 que le .-magasin 78 détermine la minou- terie qui sera utilisée. Comme le montre la partie de gauche de la figure 4, deux fiches 174a et 17412 représentent les fiches de deux magasins de char- geur 78 différents.
Chaque fiche peut être mise à son tour dans la prise 177, mais chaque prise a une connexion différente, 210a et 210b respective- ment, reliant de manières différentes les conducteurs connectés à la prise, de manière à choisir sa propre minuterie convenant au type particulier de pièces contenues dans le magasin et auquel la fiche est attachée par une
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chaîne l'6e En fonctionnement, la minuterie commande aussi les solénoïdes de débit 86 et 88 du chargeur.
1nnuteries de cycle de travail.
Chaque minuterie est de type classique se mettant en route pour un seul cycle de travail déterminé à la réception d'une impulsion de démarrage et s'arrêtant ensuite jusqu'à la réception d'une nouvelle impulsion de de- marrage. Pendant son cycle, la minuterie ferme en cascade une série de cir- cuits pour des périodes de temps déterminées mais réglables. Dans ce but cha-
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que minuterie 17éa et 17lob comprend respectivement un moteur à vitesse cons- tante 212a et 2a.2b, la vitesse de marche étant réglée d'une manière appro- priée quelconque. Chaque moteur 212a et 212b entraîne respectivement des ar- bres à came 216a et 216b portant des cames de commande d'interrupteur 218a, 220a, 222a 2.2.4.ê:. et 21' >I- 220b, 222b9 2.2.412 respectivement.
Les cames 218a et 218b peuvent actionner des interrupteurs qui
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ferment des circuits de verrouillage 226a et 226b, respectivement, pour main- tenir le moteur associé en marche pendant toute la durée du cycle.
Les cames 220a et 220î? peuvent actionner des interrupteurs 228a et 22àb, respectivement. Chaque came peut être réglée àe façon à actionner son interrupteur une ou plusieurs fois, pendant la durée du cycle de tra- vail de la minuterie associée. Les interrupteurs 228a et 228b commandent de façon indépendante un circuit 230 contenant la bobina d'excitation 208 du
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relais de "manipulation" 204.
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Chaque came 222a et 222b peut actionner son interrupteur associé pendant un court moment''une fois dans le cycle de la minuterie, l'interrup- teur commandant un circuit 232 pour le solénoïde de débit '88. 'Chaque came 224a et 224b peut actionner son 'interrupteur associé pendant un court mo- ment une fois dans le cycle de la minuterie, l'interrupteur commandant un circuit 234 pour le solénoïde de débit 86.'Les réglages des cames d'une mi- nuterie sont tels que le solénolde 88 est excité et désexcité avant'excita- tion du solénoïde 86. Le temps nécessaire à chaque minuterie pour achever un cycle est un rien plus court que le temps nécessaire à une tringle pour passer en un point fixe de sa trajectoire à travers la machine à défilement.
Opérations principales préliminaires à la mise en route (électriques.
Si l'appareil est au repos et si on désire tremper superficielle- ment plusieurs parties choisies d'une tringle de boite de vitesse seulement telle que celles représentées aux figures 10 ou 11, les parties choisies étant les gorges pratiquées dans les tringles, il faut d'abord attacher au chargeur le magasin 78 approprié et mettre la fiche,soit la fiche 174a, dans la prise 1770 Les cames de la minuterie 178a sont réglées en concordance avec la distance qui sépare le levier 60 de l'interrupteur de démarrage 58 de la tête de traitement thermique 35, avec la vitesse désirée pour le défilement des tringles et avec l'espacement des gorges sur la tringle. Il faut remar- quer que., toutes choses égales d'ailleurs, la profondeur de trempe dans la tringle dépend de la vitesse de défilement.
On garnit d'abord le chargeur de pièces postiches en laiton ou mé- tal semblable,de même longueur que les tringles de boîte de vitesse, et on ferme l'interrupteur réseau général 240 indiqué à la figure 4 au bas du mi- lieu de la moitié de droite. Le courant du réseau 242 et 244 arrive à un auto- transformateur 246 par des lignes auxiliaires 242' et 244', mais rien d'au- tre ne se produit quand les parties électriques se trouvent dans les posi- tions de la figure 4.
Un commutateur à commande manuelle 248 est ensuite pla- cé en position "défilement seul", son contact supérieur 250 restant ouvert et empêchant le courant d'atteindre le relais d'attente du générateur 200 et son contact inférieur 252 se fermant et complétant un circuit d'alimentation de l'extrémité 254 de l'auto-transformateur 246 au conducteur de circuit d'ali- mentation auxiliaire 256. L'énergie est donc disponible aux bornes des con- ducteurs d'alimentation 244' et 256
Dans ces conditions, le relais de démarrage du moteur 268 est exci- té.
Celui-ci ferme ses contacts 260 qui amènent le courant des lignes 242' et 244' aux moteurs 62 et 66 et à un relais de protection 2610 Il s'ensuit que le transporteur 2 et les propulseurs 30 et 32 se mettent en route pour faire avancer les pièces dans la machine et les jeux de rouleaux 34 et 40 font tour- -ner chaque pièce passant dans la tête de traitement thermique 35. A ce stade des opérations de mise en route les pièces sont postiches et placées à la main sur le transporteur 2. L'excitation du relais de protection 261 provo- que la fermeture des contacts 262 qui ne ferment aucun circuit à ce moment.
Avec l'énergie aux bornes des conducteurs 244' et 256 un circuit de charge 263 se ferme,ce circuit 263 comprenant un redressement monophasé 264 et un gros condensateur 266. Aux bornes du condensateur 266 se trouve un circuit contenant la bobine d'excitation 268 d'un relais sensible 270 et une résistance réglable 271 connectée aux lames 272 de l'inverseur double 57. Le train de pièces postiches traversant la machine fait tourner la roue de me- sure de vitesse 56 qui actionne à son tour l'inverseur 57. La commutation des lames 272 de l'interrupteur renverse alternativement la polarité du con- densateur 274 qui est beaucoup plus petit que le condensateur 266.
Quand la roue 56 prend de la vitesse, le relais sensible 270 reçoit une série d'im- pulsions de courant continu dont la moyenne est capable d'actionner le relais sensible 270 qui ferme ses contacts 276 mais rien ne se produit avant l'in- tervention d'autres contacts.
Pendant que la file de postiches traverse la machine, chaque pièce de tête actionne le levier 60 de l'interrupteur de mise en route 58.Si la
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fiche 174a est mise dans la prise 177 et avec l'énergie présente aux bornes des conducteurs 244' et 256, la fermeture momentanée de l'interrupteur 58
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ferme un circuit partant du réseau 244 -1 par l'interrupteur 5à, le conduc- teur 280 de la prise l'7, le pont 210a dans la fiche 17à, le conducteur z de la prise lez9 et le moteur 212a de la minuterie l7$,ê", avec retour au réez. seau 256.
Le moteur 212a se met a tourner et sa came 2l8a ferme l' znterrup tour associé qui complète le circuit de verrouillage 266a du moteur, ce cir- cuit restant fermé jusqu'à la fin du cycle de la minuterie, de sorte que, lors- que l'interrupteur de mise en route 58 se rouvre à la chute de la pièce de tête précitée, la minuterie 178a ne s'arrête pasPendant le déroulement du cycle, les cames 222a et 224a connectent en cascade les circuits 232 et 234 au réseau 224' et 256 de manière à exciter en cascade les solénoïdes de débit 88 et 86 qui libèrent une pièce à traiter venant sur le transporteur 2 remplacer la pièce qui quitte la série à l'autre bout. La came 220a com-
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mande aussi le relais de Tfmanipulationll 2 04? sans effet cependant.sur le gé- nérateur 4 à ce moment.
Le réglage préliminaire englobe aussi une alimentation d'eau four- nissant de l'eau de refroidissement au générateur 4 et à l'enroulement de chauffage par induction 36 et de l'eau de trempe à l'anneau de trempe 37. Cet- te alimentation d'eau peut comporter un contact interrupteur de protection sensible à la pression d'eau 284 inséré dans un circuit contenant la bobine. d'excitation 203 du relais d'attente 200, les contacts 284 restant fermés aus- si longtemps que l'alimentation en eau est correcte.
Opérations de traitement thermique.
En supposant que les préliminaires sont terminés et que l'appa- reil fonctionne de manière satisfaisante, celui-ci est'prêt pour le traite- ment thermique des pièces de série.On déplace le commutateur 248 de la
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position T'déîilement seul" à la position "fonctionnement complète Les contacts 252 s'ouvrent,arrêtant momentanément tout mouvement en coupant le réseau 256. Les contacts 250 de l'interrupteur 248 se ferment, préparant ain- si le circuit 202 passant par la bobine d'excitation, 20,3 du relais d'attente 200, ce circuit allant à un point P par la bobine 203, les contacts 250, les contacts de protection actionnés par l'eau 284, et les contacts 194 fermés par la présence de pièces sur la plaque inclinée 106 du chargeur 1.
On presse alors le bouton de démarrage 300 qui ferme ses contacts 3C2 et 304.La fermeture des contacts 302 complète un circuit contenant un signal lumineux 305 et la bobine d'excitation 306 d'un relais 308, le cir- cuit allant du réseau 242.':] par les contacts 302 et la bobine'306 au réseau
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24,.4l'.
Le relais 308 actuellement enclenché, ferme ses contacts 310 et 312>
La fermeture des contacts 312 du relais 308 complète le reste'du circuit précité de la bobine 203 du relais 200, passant du point P, par les contacts 312, les contacts normalement fermés 330 du bouton d'arrêt, les contacts maintenus fermés 304 du bouton de démarrage, à l'autre extrémité du circuit de dérivation 202. Il s'ensuit que le relais 203 enclenche, fermant ses contacts 313 et 314. Les contacts fermés 314 se trouvent en parallèle sur les contacts actuellement ouverts 252,de sorte que la fermeture des con-
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tacts 314 réapplique le réseau 256 à l'extrémité 254 de 15auto-uransfo=a:beur 246.
La fermeture des contacts 310 du relais 308 complète un circuit al- lant, du réseau 244' par les contacts 310, la bobine d'excitation 315 d'un
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relais 316 et iui conducteur 318 au réseau 324" La fermeture des contacts 12J complète un circuit allant du réseau 2,.,.' par les contacts 320, la bobine d' excitation 322 d'Un relais de commande 324 et un conducteur 318 au réseau 256. Le relais 324 enclenche et ferme ses contacts 326 et 328 qui préparent des circuits décrits ultérieurement.
Par ses contacts 313,le relais 200 ferme un circuit de verrouilla-
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ge court-circuitant les contacts de démarrage 3019 de sorte que le relais re s te enclenché quand on lâche par la suite le bouton de démarrage, le circuit de verrouillage contenant les contacts 330 du bouton d'arrêt.
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Quand ie conducteur principal 256 est remis sous tension par la fermeture des contacts 314 du relais 200, les moteurs 62 et 66 redémarrent et le relais 261 réenclenche, fermant ses contacts 262.
Comme,suivant ce qui a été dit, les contacts 328 du relais 324 sont fermés, la fermeture des contacts 262 complète une seconde dérivation par- tant du point P. Cette dérivation contient les contacts 262 et 328 en série et se trouve en parallèle sur les contacts 312 du relais-308 excité par l'en- foncement du bouton de démarrage.
Par conséquent le circuit pour le relais 200 a un autre chemin par la dérivation 336, le bouton d'arrêt 330 et les contacts 313, si on lâche le bouton de démarrage et coupe la bobine d'ex- citation 306 du relais 308. Cependant, le bouton de démarrage doit rester en- foncé un certain temps pour assurer que le redémarrage des moteurs 62 et 66 remette les pièces en mouvement et les amène à la vitesse voulue pour que la roue 56 actionne le relais sensible 270. Ce relais ferme ses contacts 276, complétant un circuit de verrouillage pour la bobine d'excitation 322 du re- lais de commande 324, ce circuit passant du réseau 244', par les contacts 326 et 276, la bobine 322, et le conducteur 318 au réseau 256. En conséquence,
la dérivation 336 restera fermée aussi longtemps qu'il y a du courant sur les moteurs 62 et 66 pour maintenir le relais 261 enclenché et ses contacts 262 fermés. Il s'ensuit que le relais d'attente 200 reste enclenché,
Avec le relais 200 enclenché, le générateur 4 se trouve en posi- tion d'attente pour fournir de l'énergie haute fréquence au transformateur 6 d'où elle peut être transférée à l'enroulement de chauffage par induction 36. Des pièces de série peuvent alors être déposées dans le magasin 78. Cha- que fois qu'une pièce quitte la machine, elle actionne l'interrupteur 58 qui met la minuterie 178 voulue en route pour tout un cycle.
La minuterie com- mande le relais 204 pour envoyer de l'énergie haute fréquence à l'enroulement 36 pour de courtes périodes chaque fois qu'une partie de la pièce traitée qui doit être trempée passe dans l'enroulement 36. La minuterie libère aussi une autre pièce sur le transporteur 2, en actionnant les solénoïdes de débit 88 et 86.
Un exemple de pièces chauffées dans l'appareil décrit est consti- tué par des tringles de boîte de vitesse d'un type représenté à la figure 10 ou la figure 11. Des tringles d'un demi-pouce (12,7mm) de diamètre ont été trempées superficiellement à des endroits choisis seulement. Des lots com- prenaient des tringles de longueurs de 4-7/16 pouces (113 mm), 6-13/32 pou- ces (163 mm) et 6-15/32 pouces (165 mm). Les tringles d'un lot étaient en acier SAE 1046 et ont traversé l'appareil à une vitesse de 0,7 pouce (17,8 mm) par seconde ou de 0,76 pouce (19,3 mm) par seconde.
Pour une vitesse de 0,7 pouce (17,8 mn) par seconde et une longueur de 4-7/16 pouces (113 mm), avec trois gorges très rapprochées, le relais de commande 204 était actionné une seule fois par la minuterie pour une période de chauffage de 1,05 seconde.
Le générateur débitait de l'énergie haute fréquence à une fréquence de 450.000 périodes par seconde.
Quelques caractéristiques de protection.
Si un des moteurs 62 ou 64 consomme trop de courant, un élément thermique 350 de l'interrupteur général 240 coupe le réseau 244'.Le relais de commande 322 déclenche, ouvrant ses contacts 328 dans le circuit de dé- rivation 336 du relais d'attente 200. Celui-ci ouvre ses contacts 332 et 334, et le générateur est mis dans son premier état de repos.
Si une tringle coince dans la machine, la roue 56 ne tournera pas à la vitesse voulue, le relais sensible 270 déclenche et ouvre ses contacts 276. Le relais de commande 322 déclenche cette fois par l'ouverture des con- tacts 276 dans son circuit de verrouillage. Le générateur 4 ne délivrera pas d'énergie aux pièces bloquées.,
Si un magasin 78 du chargeur ne reçoit plus de pièces de série, des pièces postiches sont fournies au transporteur 2 jusqu'à ce que toutes les pièces de série aient subi leur traitement thermique.
Quand le dernier posti- che quitte le chargeur 1, le relais de protection 194 s'ouvre, déclenchant le
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relais dattente 200 avant que le dernier postiche ne passe dans l'enroule- ment de chauffage par induction.
Il faut remarquer que chaque fois que le relais d'attente 200 dé- clenche, le réseau 256 est coupé de l'extrémité 254 de l'autotransformateur 246, par ouverture des 'contacts 314.Il s'ensuit que la machine s'arrête.La machine peut être normalement arrêtée en enfonçant le bouton d'arrêt qui ouvre ses contacts 330 se trouvant dans le circuit du relais d'attente 200.
Quoiqu'une forme d'exécution préférée de l'invention ait été décri- te, il est évident que les principes et les nouveautés de l'invention sont d'application générale et peuvent être employés dans d'autres formes d'exécu- tion.
REVENDICATIONS
1.- Appareil de chauffage par induction pour le traitement thermi- que de pièces en forme de tige,comprenant un dispositif de traitement thermi- que par induction ayant un passage central pour recevoir les pièces, un char- geur ayant un magasin à pièces, un dispositif translateur pour guider et mou- voir les pièces bout à'bout horizontalement à travers le dispositif de trai- tement thermique,et un dispositif pour libérer les pièces une à une du ma- gasin sur le dispositif translateur.
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INDUCTION HEATING APPLIANCE WITH DEVICES
ORDERED.
The present invention relates to an induction heating device for the heat treatment of short round bars, rods and similar parts passing through the device end to end, one after the other, the device and its parts. elements which may however be useful for other applications. More particularly, the invention relates to the production of an induction heating device for the surface hardening of batches of gearbox rods for automobiles, the rods of a batch having the same dimensions with the manufacturing tolerances close., But being different from the rods of another batch.
A very important feature of the invention is that the induction heating apparatus comprises a device for subjecting the parts to a heat treatment while they are moving horizontally in the apparatus, and not on a slope or vertically as in the prior technique.
The general object of the invention is to provide a solid induction heating apparatus, economically operating, with a minimum of handling of the parts to be treated, practically without operating faults, so as to be able to be serviced by heat. unskilled labor, and flexible enough to be able to heat process batches of parts that differ in shape, dimensions or other properties.
The objects of the invention are to provide: an induction heating apparatus for senna heating of gearbox rods and similar parts by high frequency induction, the apparatus having a control mechanism which makes it possible to quench gearboxes. selected surface portions of each part as it passes through the apparatus, thereby eliminating costly masking processes;
more specifically, an induction heating device for superficially quenching a series of these rods one after the other, the quenching being, for each rod,
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limited to specific surfaces and to the grooves, and in particular to the shoulders bordering the mouths; an apparatus which can be quickly assembled and adjusted to switch from mass production of gearbox rods or other parts to mass production of another type of transmission rod or other part; an induction heating apparatus which can be mounted in different ways for the heat treatment of different kinds of parts, but in such a way that for each particular assembly the apparatus receives only one type of part;
an appliance of the type described requiring no other service than the supply of the appliance with the parts to be treated; an induction heater having a heating inductor winding supplies high frequency energy but provided with protection and control devices, preferably electric, which prevent the application of high frequency energy to the winding when the appliance runs out of parts to treat or functions poorly;
an induction heater which is fed with false parts after all the parts of the treated series have undergone their heat treatment, so that it is impossible to find in the series a part which is not completely treated, the false parts preferably being made of a very conductive metal such as copper or brass, to easily distinguish them from the production parts which are generally made of iron, and which can be used indefinitely for the development of the device and at the end of the series;
an induction heater of the above type having an automatic device which automatically supplies hairpieces to the apparatus immediately after supplying all of the stock parts, the number of hairpieces being sufficient to ensure that all parts - these series have been processed and removed from the device; an induction heating apparatus to which parts to be treated end to end in a series which pass through an induction heating coil of the apparatus, each part being rotated as it passes through the coil of the apparatus being provided with a device activated by the presence of parts in series to keep it in operation, and activated by the absence of such parts to cut off the power supply to the heating winding;
an induction heating apparatus in which the power to the induction heating coil is cut off whenever the advancement of the series of parts in the apparatus is interrupted; an induction heater for surface hardening of selected surfaces of each workpiece from a series of continuously moving workpieces in the apparatus; in the preferred embodiment of the invention this is achieved by regulating the supply of energy to the induction heating coil of the apparatus through which the parts are passed;
in accordance with the invention each part of the series controls the supply of energy to the heating coil by induction, the control being * a function of the hardness desired for axially or linearly spaced surfaces of the parts; a timer is started and then kept in operation for a period during which heating energy is temporarily supplied to the workpiece to achieve the desired hardness, the timer preferably being started by a workpiece in motion by means of a start switch actuated in correspondence with the position of a part in the machine,
this switch being able to be placed on the horizontal path of the series of parts and actuated in synchronism with the movement of the part which enters the induction heating coil even though it is actuated by another part of the series; the induction heater includes several
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timers corresponding to the different kinds of workpieces to be processed an induction heater having a charging part or device in which the workpieces are kept aligned side by side and supplied intermittently to a conveyor which advances the workpieces end to end against each other through an induction heating and quenching device of the apparatus;
the heat treatment device comprises an induction heating coil and a quench ring immediately following the coil in the path of the parts, the energy preferably being supplied to the heating coil by intermitten- ce, while the quench water is supplied and flows from the ring uninterrupted, so that the winding is kept really cold, and the heat treatment device of which it is a part may be small and compact.
An important feature of the invention is to have provided a special charger for use with devices of the type described. This loader delivers elongated workpieces to a conveyor moving along the length of the supplied workpieces. The loader is provided with a device holding the parts side by side and drops, by the intervention of an electrically actuated device, the parts on the conveyor, one at a time. The apparatus has elements which receive the parts from the conveyor and push them, in a row, through the apparatus in a straight, substantially horizontal line.
The invention also relates to an apparatus comprising a removable parts loader store. According to the invention, several interchangeable magazines are provided, each of them being able, however, to contain only one particular type of parts. The magazines are quickly replaced so that it is easy to change the setting of the apparatus to switch from heat treating a batch of one type to a batch of another type.
A secondary object of the invention is to provide each magazine with its own special connection plug for the particular timer which has been or can be set for the appropriate supply of current to the induction heating coil of the apparatus. corresponding to a given type of parts to be processed carried by the magazine, so that the operator does not have to show any initiative.
The invention will emerge clearly from the following description of one of its preferred embodiments, shown by way of example in the appended drawings, certain figures of which have been simplified for greater clarity by omitting certain details.
Figure 1 is a plan view of an induction heating apparatus in accordance with the principles of the invention.
Figure 2 is a front view of a side scrolling machine forming part of the induction heater of Figure 1.
Figure 3 is a vertical section substantially along the line III-III of Figure 2.
Figure 4 is an electrical diagram of devices and electrical connections in accordance with the principles of the invention and suitable for the apparatus of Figure 1, the mechanical connections between parts being shown by broken lines.
Figure 5 is a side view of the charger of the device of Figure 1.
Figure 6 is a front view of the charger of Figure 5.
Figure 7 is a section taken substantially along the line VII-VII of Figure 6.
Figures 8 and 9 are sectional views taken substantially along lines VIII-VIII and IX-IX of Figures 7 and 8, respectively.
Figures 10 and 11 represent two different types of parts
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having the form of transmission rods heat treatable in the machine of Figure 1.
Figures 12 and 13 are a plan view and a side view, respectively, of a magazine for the loader of Figure 5.
Figure 14 is a front view of the store, taken from the right of Figure 13.
Fig. 15 is a plan view of one part of the loader of Fig. 5 for releasably securing the magazine of Figs. 12-14, the magazine not being shown.
Figure 16 is a section taken substantially along the line XVI-XVI of Figure 15, the magazine being shown and
Figure 17 is a section substantially along the line XVII-XVII of Figure 16.
As shown in Figures 1 to 4, an induction heater according to the invention comprises a charger bearing the general reference 1. The charger comprises a conveyor 2 on which it periodically places a workpiece W. The conveyor 2 moves the parts axially ,,, or in the direction of their length towards a translator device which guides and moves the parts end to end through an induction heating and quenching device for heat treatment. The latter is part of a horizontal scrolling machine bearing the general reference 3 and is supplied by a high-frequency energy generator 4, the supply conductors of which pass through a protective box 5 to a transformer. current tor 6.
This is provided with low self-induction output conductors 7.
The scrolling machine 3 comprises a table 14 which can carry the current transformer 6, a base plate 20 fixed rigidly and well horizontal on the top of the table 14 and, arranged on the base plate one behind the other on the path of the workpieces: a feeder 22, a head doll 24, an induction heater and quenching device for heat treatment 26, and a tail doll 28.
The supply device 22 comprises a compressor device and a device for propelling the parts 30 and 32 spaced along the path. The output of the doll 24 comprises a set 34 of rollers arranged in a triangle, serving to hold and rotate the parts. The heat treatment device 26 comprises a head 35 composed of an induction heating coil 36 and a quench ring 38. The inlet of the tail head 28 comprises a set of rollers 40 similar to that of the head doll.
An introduction guide 42 receives the parts coming from the conveyor 2 of the loader 1, the propelling force of the conveyor being weak but sufficient to push the parts ;, entering the introduction guide 42, into the pusher 30 of the device. feed 22. The guide 42 comprises an elongated bar 44 -whose upper face has a V-shaped channel 46 in which the parts to be treated slide. Portions of bar 44 can accommodate removable covers 47. Pusher 30 and 32 includes motor driven rollers 48 and 50 which advance the series of parts along guide 42 at a speed determined for all the rest. of their trajectory.
The guide 42 stops near the set of rollers 34 which gives a rotational motion to the parts as they first pass through the induction heating coil 36 and then the quench ring 38 of the device. heat treatment machine 26. Quench valve 38 receives quench liquid, water, through pipe 52, the liquid discharging onto the workpiece through holes made inside the quench ring. , following the classical method. Preferably
water is supplied continuously while the device is in operation
The induction heating winding 36 of the heat treatment device 26 is connected to the high current supply conductors.
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7 of the transformer 6 itself connected to the high frequency generator 4. The latter preferably has an oscillator tube and the supply to the transformer 6 is regulated by "manipulating" its gate circuit. In other words, the current to the generator is periodically turned off and on to selectively quench certain parts of each part being processed.
As a workpiece passes through the heat treatment device 26, it is gripped by the rollers 40 of the tailstock 28 and then passes through the discharge guide 54 similar in construction to the introduction guide 42 and also including a elongated V-channel bar 44.
Near the exit of discharge guide 54, the parts encounter a wheel 56 which weighs lightly on them and is driven by them the wheel rotating at a speed proportional to the linear travel speed of the train of parts and actuating in such a manner. corresponding an electrical device 57. When each part leaves the evacuation guide 54, it activates an electrical device in the form of a start switch 58 with a pivoting lever 60 with which the part leaving the guide comes slightly. in touch.
The scrolling machine 3 further comprises a variable speed drive for rotating the lower rollers of the parts rotation roller sets 34 and 40, the variable speed drive comprising a motor 62 and a gear 64. The scrolling machine also includes a variable speed drive for rotating propel rollers 48 and 50 of pushers 30 and 32, respectively, of feeder 22. The latter drive includes motor 66 and gear 68.
If desired, the same gear device can drive the conveyor 2 of the loader 1 via a variable control 69.
The charger 1 is shown in more detail in Figures 5 to 17.
The role of the loader is to arrange the parts so that they are delivered cleanly to the horizontal scrolling machine 3 to undergo the heat treatment there. According to the invention, the loader is further characterized in that it automatically delivers false parts to the scrolling machine 3 when the loader is empty of parts to be heat treated, more exactly to be superficially soaked. Also according to the invention, the loader is provided with a detachable magazine so as to allow the use of several interchangeable magazines with a single loader, each magazine being able to contain only one type of different parts to be treated. the type of parts from another store.
In accordance with the preferred embodiment of the invention, loader 1 comprises a frame 70 with a pair of vertically spaced apart posts 72 and 74 and a reinforcing cross member 75 connecting their upper ends. The frame carries a slide 76, a parts magazine 78 removably attached to the slide 76, the conveyor 2, an electrically controlled part release device comprising flow rods 82 and 84 actuated by flow bars. solenoids 86 and 88 respectively, and an automatically controlled selector with the general reference 90.
The solenoids 86 and 88 are carried by the frame 70 and have armatures attached to the associated flow rods En or 84 via spring devices 52 and 94 which tend to place each of the flow rods 82 and 84. in the positions indicated in FIG. 16, the associated solenoid being de-energized. The flow rods 82 and 84 control the flow of coins to the conveyor 2; and the selector device 90 only allows the workpieces contained in the magazine 78 to reach the rods 82 and 84 until the magazine is completely emptied. In the latter case, the selector 90 allows the hairpieces to reach the rods 82 and 84.
The parts released by the release device comprising. The rods 82 and 84 fall on the conveyor 2 which brings them to the infeed guide 42. For this purpose, the conveyor 2 comprises an endless belt, the upper strand of which is preferably horizontal although it can be tilted slightly if we want it. The belt passes over supporting drums mounted in bearings 95 of the frame 70. The conveyor moves in the direction indicated by the arrows in Figures 2, 4, 6 and 7, under the impulse @
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of the gear 69 driven by the electric motor 66 of the scrolling machine 3This belt can of course be controlled independently, if desired.
Immediately above the conveyor belt, loader frame 70 1 carries a pair of elongated guide bars 98 and 100 parallel to the conveyor. As best shown in Figures 5, 8 and 9, guide bar 98 is partially angled with a vertical wing 102 parallel to a vertical wing 104 of guide bar 100.
Wing 102 of guide bar 98 stops short before the output end of selector 90 whereby the rod-shaped workpieces roll one at a time on the conveyor belt to the location indicated. en'traits interrupted in FIG. 9. The upper part of the bar 98 comprises a longitudinal part 105, the gap between this part and the belt 2 forming a hatch through which a part can pass. A part released to the conveyor rolls against the wing 104 of the guide bar 100 and is guided by the conveyor 2 between the guide wings 102 and 104 of the guide bars 98 and 100, the entry of the bar 98 being slightly bent as indicated at 105 'to prevent jamming.
The conveyor carries the pieces between the wings 102, and 104 and brings them to the entrance of the introduction guide 42, continuously pushing the head piece into the pushers 42 and 44 of the feeder 22.
The workpieces go from loader 1 to conveyor belt 2 by a pair of slopes or paths formed by slide 76 and magazine 78. Slide 76 has a bottom plate 106 which extends to the hatch. formed by the guide 98. This plate 106 is inclined on the horizontal except for a small part 107 at the exit, as best shown in Figures 5 and 16. The release device comprising the flow rods 82 and 84 is arranged and operated such that the parts are sent one at a time to conveyor 2. For this purpose the end 107 of the plate 106 has a small rectangular hole 110.
The upper flow rod 82 sits above the hole and has a separator spur 112 that comes slightly above the hole; the lower flow rod 84 is below the hole, except for a stopper nose 114. When the solenoids 86 and 88 of the bars 82 and 84 are de-energized, the ends 112 and 114 are in the part path having to go from the plate 106 to the conveyor 2, the ends holding a single part to be treated clamped together. When the solenoid 88 is energized it draws the nose 114 of the flow rod 84 under the end 107 of the plate 106, and releases the part clamped between the two ends. If we then de-energize the solenodier 88, the spring pushes back the nose 114 so as to come to be placed on the path of the parts.
If the upper solenoid 86 is then energized momentarily, the spur 112 rises and allows a coin to roll against the nose 114. If the upper solenoid 86 is de-energized, the spur 112 descends and the part is trapped between the pins. ends 112 and 114. If the solenoid 88 is then energized again, it releases the "ready" part, but no further part can be released because of the barrier interposed by the nose 112 of the flow rod 82.
The parts are fed to the release device by the descents or paths formed by the slide 76 and the magazine 78. For this purpose, as shown in Figures 16 and 17, the upper part of the plate 106 of the slide 76 comprises a pair of parallel angles 128 and 130 welded or otherwise fixed, forming a slide 134 for a series of false pieces, each of which may consist of a plain brass cylinder capable of lowering the slide 134 by gravity. The angles 128 and 130 stop before the end of the plate 106, in the vicinity of the selector 90.
The selector 90 comprises a short bridge-shaped device mounted on the bottom plate 106. The device comprises a pair of vertical sidewalls 138 and 140 whose upper sloping edges carry the apron 142. The latter is longer. inclined than the plate 106. The entry side of the device comprising the sides 138 and 140 and the bottom plate 106 is furnished with the removable magazine 78 through which the workpieces are sent to the device.
For this purpose, edges of the walls 138 and 140 are provided with elements
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which can accommodate bolts or screws, the role of which will be explained later., @
As shown more particularly in Figures 12 to 14 and 17, the store 78 comprises an inverted U-shaped lower part 143 consisting of side walls 144 and 145 and an upper plate or cross member 146.
The lower end of part 143 has attachment ears 148 and 14.9 protruding outwardly from sides 144 and 145 at their ends. The upper part of the part 143 has further lugs or attachment flanges 150 and 151 extending outwardly the bottom of the sides 144 and 145.
Magazine 78 further includes an upper tunnel piece 153 having downward facing sides 154 and 155 and a top rail 156. Sides 154 and 155 of piece 153 are attached to the exterior of the walls 144. and 145 of the part 143, the cross members 146 and 156 being spaced so as to form a slide or descent 158 through which the parts to undergo the heat treatment are debited.
As shown in Figures 5 and 13, part 153 is shorter than part 143 so as to provide a loading platform that an operator is continually filling with workpieces. Each magazine 78 is designed so that the width of the track 158, that is to say the distance between the sides 154 and 155, is only slightly greater than the length of the parts intended for this magazine.
Figures 10 and 11 show types of parts for which magazines 78 can be manufactured. FIG. 10 shows a gearbox rod W 'with three circumferential or annular grooves or grooves 160, 161 and 162, the groove 160 being to the left of the link and the grooves 161 and 162 to the right.
The distance between the groove 160 and the left end of the rod is different from the distances between the grooves 161 and 162 and the right end of the rod. Figure 11 shows another form of gearbox rod W "with annular or circumferential grooves arranged non-symmetrically 163, 164, 165 and 166, the distance between the groove 163 and the left end of the rod being different from the distance between any of the other grooves and the end of Note that the rods of Figures 10 and 11 differ not only in shape but also in length, and the new induction heater has settings which also allow their diameters to be different.
It is obvious that the gearbox links W 'and W "are only examples of parts which can be treated by the new apparatus which is not limited to the heat treatment of the particular parts shown.
The slide 158 has as its bottom the cross member 146, to which is preferably attached a pair of running rails 168 and 170. (The top plate 156 of the magazine 78 may be provided with elongated viewing grooves 172.) The rails 168 and 170 are parallel to sides 154 and 155. The distance between each bearing guide rail and the nearest side is the distance between a groove in the gearbox rod and its nearest end, the distances being chosen such that they do not recur for any other gearbox rod to be heat treated in the apparatus.
Also preferably, the distance between the sleepers 146 and 156 of the slideway 158 generally corresponds to the height of the parts rolling on the running rails. It is therefore possible to create a store 78 which accepts only the rods which are intended for it.
In accordance with the invention, several magazines 78 are provided, each of which has a slide designated for a specific part for which the magazine is provided. All the magazines, however, have fixing ears or edges with holes provided in the same places for all the magazines which can thus be interchangeably attached to the lower slide 76 of the loader 1.
For this purpose the vertical tabs 148 and 149 of a magazine come to rest against the ends of the walls 138 and 140, and have suitable buttonholes 173 (see figure 17) in which no-
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There are easily removable bolts or other suitable fasteners which clamp the tabs to the ends of the walls 138 and 140. In this position, the outwardly extended edges 150 and 151 of a magazine rest on outer parts of the bottom plate 106 of the lower slide 76, and these support portions also have suitably spaced holes for easily removable fasteners.
Each magazine 78 carries outwardly on one wall a selection or circuit closure plug 174 attached by means of a cable 176 and mating to a socket 177 mounted on the frame 70 or table 14. The socket 177 ( figo 1 and 4) is connected to several work cycle timers fitted in the appliance, each timer having several time circuits which are set according to the type of parts contained in the special magazine 78 fixed at the time considered on the charger. The connections of the plug 177 of this store correspond to the particular timer relating to it. Two timers 178a and 178b are shown and serve as examples of all other timers that can be used.
The various timers and special cards have the same references, but with different letters; the general description of the functioning of a group which can, as it is conceived, apply in general to any other group.
As best shown in Figure 16, loader 1, with a magazine attached, includes gentle downward sloping slides 134 and 158, with slide 158 overhanging slide 134. Both terminate at selector 90 which does not allow that the upper slide 158 feed the conveyor 2 as long as it is not entirely emptied; when the upper slide is empty, the selector automatically allows the lower slide 134 to deliver coins to the conveyor.
The selector 90 includes the bridge device consisting of the side walls 138 and 140 and the ceiling 142. The parts leaving the slide 158 of the magazine 70 roll onto the plate 142 which serves as their track.
The selector 90 also includes a lifting floor 180 serving as a barrier which extends the track or floor 142. The stop floor 180 is fixed to an axis 182 by means of two support bars 184 and 186 which block the lower track 134 when the movable floor 180 is in the position drawn in solid lines in Figure 16. Axis 182 rotates in side walls 138 and 140, and one end of the movable floor protrudes outwardly to y axis. attach a counterweight 187 serving to impart torque in the opposite direction to that of the movable floor 180 and its associated bars 184 and 186.
The selector track 90 composed of the floors 142 and 180 is inclined so that the parts, leaving the slide 158 of the removable magazine 78, roll along it. The floor 180 is not as wide as the floor 142 so that the selector can be provided with guide bars 188 and 189 located beyond the edges of the movable floor 180 which therefore will not interfere with the movement of the floor. floor 180. Guide bars 188 and 189 hold the pieces side by side as they descend inclines 142 and 180. If desired, the upper ends of bars 188 and 189 can be fitted with cover pieces. 190 which prevent the pieces from overlapping.
In order to be able to admit pieces to be treated of different lengths, the bars 188 and 189 are fixed in an adjustable manner to the floor 142 and to the bottom plate 106 of the slide 76. Various series of holes 191 are provided, in which one can fix bars 188 and 189 in a removable manner.
The movable floor 180 of the loader is arranged in such a way that as soon as: the last part of the parts store to be processed 78 has passed, the false parts are automatically delivered from the slide 134 to the conveyor 2. For this purpose, the slide 134 is furnished with a determined number of false parts, the total length of which goes at least from the inlet of the induction heating winding 36 to the start switch 58. In normal operation the first of the parts hairpieces d is pressed against stops 192 of the support bars 184 and 186 of the movable floor 180, the
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distance between bars being shorter than the length of a post part d.
These edges 192 of the bars 184 and 186 are located immediately under the axis 182. The false pieces d exert against the stops 192 a certain force which tends to lift the movable floor 180 between the bars 188 and 189, but this force can be very small so that due to the length and slope of the floor 180, only one workpiece is sufficient on the floor 180 to keep it in the solid line position of Figure 16 despite all forces. normal tending to tilt it anti-clockwise
As soon as the last part to be treated leaves the floor 180, the counterweight 187 is no longer balanced, and the axis 182 rotates so as to lift the floor 180,
the bars 184 and 186 passing through slots 193 in the upper floor 142. The movable floor 180 takes the position in dashed lines of Figure 16, allowing the false pieces to roll on the base plate 106 and 'reach the release device comprising the flow bars 82 and 84.
It will be noted that a protection switch 194 with its lever 196 pushed and directed upwards through a small opening in the bottom plate 106, is arranged in such a way that it is covered by the end of the movable floor 180 when the latter rests on the bottom 106. Normally, the floor 180 lowers the lever 196 to keep the switch 194 closed.
When the floor 180 is raised, the condition of the switch changes, but each hairpiece d rolling or remaining over the aforementioned hole also lowers the lever 196 so as to close the switch 194.
In operation, a magazine 78 is attached to the slide 76 and the plug 174 is inserted into the appropriate socket. An operator can fill the magazine as and when gearbox rods for which the magazine has been designed. The rods roll on the store track, keeping the movable floor 180 lowered and the switch 194 closed. The links are admitted on the conveyor 2, one at a time, by momentarily energizing first of the solenoid 88 and then of the solenoid 86.
The two solenoid controlled flow bars 82 and 84 allow a first rod to reach the conveyor and then another rod to come into the "ready" position, with each series of solenoid operations being synchronized with the output of a control rod. the unwinding machine 3 and its fall from the discharge guide 54 into any suitable receptacle such as 197. The conveyor leads the released rod between the guides 98 and 100 into the infeed guide of the scrolling machine 3. The conveyor belt has a speed slightly higher than that of the series of moving rods in the scrolling machine, so that there is no gap between the rods in the scrolling machine 3.
When the rods, at their entry, pass through the infeed guide 42, they pass between the rollers 48 and 50 of the pushers 30 and 24 32 of the feed device 22 which pushes the parts through the entire scrolling machine 3 Leaving the propellant rollers 48 and 50, each rod enters the headstock 24 between the rotating rollers of the parts 34 of this headstock, and from there into the heating coil 36 of the head 35 of the heater by induction and hardening 26.
As each rod passes through the winding 36, the high frequency generator 4 is commanded to apply high frequency heating energy to the bearing 36 to inductively heat the rod on only certain parts. Lement of its length, preferably at the location of the grooves will practice in the rod. For this purpose, it is the rods which must control the HF generator. According to the invention, the control is carried out by a timing mechanism described later and operating during a working cycle started by each rod. when it arrives at a determined point in its trajectory.
The controlling rod is preferably the one which leaves the discharge guide 54. Therefore, the start switch 58 should be fixed to the base plate 20, its position being adjustable in the longitudinal direction so as to match when it is operated by
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a rod to start a cycle of timer operations with the position and speed of a:. rod entering the heating coil 36. The speed factor can be eliminated by passing the series of rods through. gles in the scrolling machine at a determined speed.
Also preferably the position of the wheel 56 should be adjustable along the exhaust guide 54 so that the wheel prevents a rod from leaving the guide before the end of the rod has actuated the start switch 58. in other words, a rod that leaves the machine tilts at the end of the discharge guide as the next rod slides along the discharge guide until it contacts and actuates the discharge guide. start-up switch 58, after which it also switches and falls from the evacuation guide.
Unless a machine of the type described has the necessary controls, the energy supplied to the induction heating coil may be sufficient to melt a part if the series of rods move at a rate lower than that. desired, which would seriously damage the machine. The invention provides an automatic device which not only regulates the energy supplied to the induction heating coil as a function of the surface parts to be superficially quenched on each part, but also prevents energy from being supplied. to the generator if the train of parts is moving slower than desired, which can occur in the event of jamming.
Controls are also provided to stop the supply of energy to the induction heating coil when the last of the available serial parts has left the machine, so that no unfinished serial part is will fall among a batch of parts processed in bin 197.
It is further desirable not to apply energy to the heating coil until the apparatus is properly set with parts therein, preferably hairpieces, moving at the desired speed. For this and other purposes the apparatus is provided with a preferred electric circuit control shown schematically in Figure 4, this circuit being one with the various control switches and the induction heating coil of the device. 'apparatus.
In FIG. 4, the elements of the induction heater described above are shown schematically, the mechanical connections between elements being drawn in broken lines and some devices being surrounded by a frame in line. chain to identify them.
Thus, the loader 1 contains on the inclined plate 106 parts W placed side by side. As long as there are workpieces on the inclined plane at its output end, lever 196 keeps switch 194 closed. When the solenoids 86 and 88 are properly energized, the flow bars 82 and 84 release the parts to be processed one by one, and each part rolls on the conveyor 2.
This leads the parts to the horizontal scrolling machine 3 in which they pass successively through the thrusters 30 and 32 (driven by the motor 66 via the gear 68), the set of setting rollers. rotation of the parts 34 of the head doll (driven by the motor 62 via the gear 64), the induction head 35 (comprising the induction heating winding 36 connected by conductors 7 to the transformer 6 , and the quench ring 38 supplied with water by the piping 52), and the set of rollers for rotating the parts 40 of the tail headstock (driven by the motor 62 via the gear 64).
Passing through the machine, the line of parts causes the wheel 56 to rotate at a speed proportional to that of the advance of the parts, the wheel 56 being mechanically connected to a two-terminal inverter 57 and actuating the latter at a rate proportional to the rotation of the wheel 56.
When a part to be treated scrolls, it actuates the switch control lever 60 at a determined point of its trajectory; more exactly at the end of its trajectory, immediately before falling from the machine.
Thus actuated, the lever 60 momentarily closes the switch 58 to which it is mechanically connected.
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High frequency generator control relay.
The tube oscillator 4 can be in three different states: firstly at rest, its elements generally not receiving any current.
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rait; secondly, in the standby state, its elements generally being partially supplied with current but the generator not delivering any energy.
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gie 'high frequency to the transformer 6,' and thirdly, in the working state the generator supplying high frequency energy to the transformer 6 and therefore to the induction heating winding 36. Les-camman --- provisions for this inside the generator are not part of the invention and any conventional or suitable circuits can be used.
In FIG. 4, a standby relay 200 is shown within generator 4 and controls a bypass circuit 202 which in turn controls the supply circuits of certain elements of the generator. The relay 200 has an excitation coil 203 in series with contacts and switches to be described later which thereby control the energization and breaking of the branch circuit 2C2 for control of the generator. For example, the branch circuit 202 can control the application of the anode direct voltage. When the bypass circuit is cut, no plate voltage is applied to the generator tubes, and the generator is in the first state.
When the branch circuit is energized, plate voltage is applied and the generator is in its second state or standby state. To put the generator in its third state of power supply, a manipulation relay 204 is provided, with its normally open contacts 206 and its excitation coil 208.
Each time coil 208 is energized, contacts 206 close and can close the generator gate circuits.
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Choi. "C of the duty cycle timer, Relay 204 is" manipulated "by the particular timer, for example 178a or 17eb, determined by magazine 78 used with charger 1. This is by Its card 174 that magazine 78 determines which timer will be used As shown in the left-hand portion of Figure 4, two cards 174a and 17412 represent the cards of two different loader magazines 78.
Each plug can be put in turn into socket 177, but each socket has a different connection, 210a and 210b respectively, connecting the conductors connected to the socket in different ways, so as to choose its own timer to suit the particular type. of parts contained in the magazine and to which the card is attached by a
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chain the 6th During operation, the timer also controls the feeder rate solenoids 86 and 88.
1 work cycle timers.
Each timer is of the conventional type, starting for a single determined work cycle upon receipt of a starting pulse and then stopping until receiving a new starting pulse. During its cycle, the timer closes a series of circuits in a cascade for determined but adjustable periods of time. For this purpose each
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that timer 17ea and 17lob respectively comprise a constant speed motor 212a and 2a.2b, the running speed being set in any suitable manner. Each motor 212a and 212b respectively drives cam shafts 216a and 216b carrying switch control cams 218a, 220a, 222a 2.2.4.ê :. and 21 '> I-220b, 222b9 2.2.412 respectively.
Cams 218a and 218b can actuate switches which
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close interlock circuits 226a and 226b, respectively, to keep the associated motor running throughout the cycle.
The cams 220a and 220î? can operate switches 228a and 22ab, respectively. Each cam can be set so as to actuate its switch one or more times, during the working cycle of the associated timer. The switches 228a and 228b independently control a circuit 230 containing the excitation coil 208 of the
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"manipulation" relay 204.
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Each cam 222a and 222b may actuate its associated switch for a short time once in the timer cycle, the switch controlling a circuit 232 for the flow solenoid '88. Each cam 224a and 224b may actuate its associated switch for a short time once in the timer cycle, the switch controlling circuit 234 for flow solenoid 86. - nuterie are such that solenoid 88 is energized and de-energized before energizing solenoid 86. The time required for each timer to complete a cycle is a little shorter than the time required for a rod to pass to a fixed point of its path through the scroll machine.
Main operations preliminary to start-up (electrical.
If the appliance is at rest and if it is desired to superficially soak several selected parts of a gearbox rod only such as those shown in Figures 10 or 11, the selected parts being the grooves made in the rods, it is necessary first attach the appropriate magazine 78 to the charger and put the plug, that is plug 174a, in the socket 1770 The cams of the timer 178a are adjusted in accordance with the distance between the lever 60 of the start switch 58 of the heat treatment head 35, with the speed desired for the movement of the rods and with the spacing of the grooves on the rod. It should be noted that, all other things being equal, the quenching depth in the rod depends on the running speed.
The charger is first fitted with brass or similar metal hairpieces, of the same length as the gearbox rods, and the general mains switch 240 indicated in figure 4 at the bottom of the middle of the switch is closed. the right half. The current from the network 242 and 244 arrives to an autotransformer 246 via auxiliary lines 242 'and 244', but nothing else happens when the electrical parts are in the positions of figure 4.
A manually operated switch 248 is then placed in the "scroll only" position, its upper contact 250 remaining open and preventing current from reaching the generator standby relay 200 and its lower contact 252 closing and completing a circuit. power supply from the end 254 of the autotransformer 246 to the auxiliary supply circuit conductor 256. The energy is therefore available at the terminals of the supply conductors 244 'and 256
Under these conditions, the engine start relay 268 is energized.
This closes its contacts 260 which bring the current of the lines 242 'and 244' to the motors 62 and 66 and to a protection relay 2610 It follows that the conveyor 2 and the thrusters 30 and 32 are started to make advance the parts in the machine and the sets of rollers 34 and 40 rotate each part passing through the heat treatment head 35. At this stage of the start-up operations the parts are false and placed by hand on the transporter 2. The energization of the protection relay 261 causes the closing of the contacts 262 which do not close any circuit at this time.
With the energy at the terminals of the conductors 244 'and 256 a load circuit 263 closes, this circuit 263 comprising a single-phase rectifier 264 and a large capacitor 266. At the terminals of the capacitor 266 is a circuit containing the excitation coil 268 a sensitive relay 270 and an adjustable resistor 271 connected to the blades 272 of the double inverter 57. The train of false parts passing through the machine turns the speed measuring wheel 56 which in turn actuates the inverter 57 Switching of switch blades 272 alternately reverses the polarity of capacitor 274 which is much smaller than capacitor 266.
When the wheel 56 picks up speed, the sensitive relay 270 receives a series of direct current pulses the average of which is capable of activating the sensitive relay 270 which closes its contacts 276 but nothing happens before the in. - maintenance of other contacts.
As the line of hairpieces passes through the machine, each head piece actuates the lever 60 of the start switch 58.
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plug 174a is placed in socket 177 and with the energy present at the terminals of conductors 244 'and 256, the momentary closing of switch 58
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closes a circuit from network 244 -1 by switch 5à, conductor 280 of socket l'7, bridge 210a in plug 17à, conductor z of socket lez9 and motor 212a of timer l7 $, ê ", with return to réez. bucket 256.
The motor 212a starts to rotate and its cam 218a closes the associated turn znterrup which completes the motor locking circuit 266a, this circuit remaining closed until the end of the timer cycle, so that when that the start switch 58 reopens when the aforementioned head piece falls, the timer 178a does not stop During the course of the cycle, the cams 222a and 224a cascade the circuits 232 and 234 to the network 224 'and 256 so as to cascade flow solenoids 88 and 86 which release a workpiece coming onto conveyor 2 to replace the part which leaves the series at the other end. The cam 220a com-
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also request the Tfmanipulationll relay 2 04? however, has no effect on generator 4 at this time.
The preliminary setting also includes a water supply to provide cooling water to generator 4 and induction heating coil 36 and quench water to quench ring 37. This The water supply may include a water pressure sensitive protective switch contact 284 inserted into a circuit containing the coil. excitation 203 of the standby relay 200, the contacts 284 remaining closed as long as the water supply is correct.
Heat treatment operations.
Assuming the preliminaries are complete and the unit is operating satisfactorily, the unit is ready for heat treatment of the production parts.
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position T 'scrolling only "to the position" full operation The contacts 252 open, temporarily stopping all movement by cutting the network 256. The contacts 250 of the switch 248 close, thus preparing the circuit 202 passing through the excitation coil, 20.3 of the waiting relay 200, this circuit going to a point P through the coil 203, the contacts 250, the protection contacts actuated by the water 284, and the contacts 194 closed by the presence of coins on the inclined plate 106 of the loader 1.
The start button 300 is then pressed which closes its contacts 3C2 and 304. The closing of the contacts 302 completes a circuit containing a light signal 305 and the excitation coil 306 of a relay 308, the circuit going from the network 242 . ':] via contacts 302 and coil '306 to the network
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24, .4l '.
Relay 308 currently activated, closes its contacts 310 and 312>
The closing of the contacts 312 of the relay 308 completes the remainder of the aforementioned circuit of the coil 203 of the relay 200, passing from point P, through the contacts 312, the normally closed contacts 330 of the stop button, the contacts held closed 304 of the start button, at the other end of the branch circuit 202. It follows that the relay 203 engages, closing its contacts 313 and 314. The closed contacts 314 are in parallel with the currently open contacts 252, so that the closing of the
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tacts 314 reapplies network 256 to end 254 of 15auto-uransfo = a: beur 246.
The closing of the contacts 310 of the relay 308 completes a circuit going, of the network 244 'by the contacts 310, the excitation coil 315 of a
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relay 316 and conductor 318 to network 324 "The closing of contacts 12J completes a circuit going from network 2,.,. ' by the contacts 320, the excitation coil 322 of a control relay 324 and a conductor 318 to the network 256. The relay 324 engages and closes its contacts 326 and 328 which prepare circuits described later.
Through its contacts 313, the relay 200 closes a locking circuit.
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ge bypassing the start contacts 3019 so that the relay remains energized when the start button is subsequently released, the interlock circuit containing the contacts 330 of the stop button.
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When the main conductor 256 is re-energized by closing contacts 314 of relay 200, motors 62 and 66 restart and relay 261 recloses, closing its contacts 262.
As, according to what has been said, the contacts 328 of the relay 324 are closed, the closing of the contacts 262 completes a second branch starting from point P. This branch contains the contacts 262 and 328 in series and is in parallel on contacts 312 of relay-308 energized by pressing the start button.
Therefore the circuit for relay 200 has another path through bypass 336, stop button 330 and contacts 313, if the start button is released and the energizing coil 306 of relay 308 is turned off. , the start button must remain depressed for a certain time to ensure that restarting the motors 62 and 66 sets the parts in motion again and brings them to the desired speed for the wheel 56 to actuate the sensitive relay 270. This relay closes its functions. contacts 276, completing a locking circuit for the excitation coil 322 of the control relay 324, this circuit passing from the network 244 ', through the contacts 326 and 276, the coil 322, and the conductor 318 to the network 256. Consequently,
bypass 336 will remain closed as long as there is current on motors 62 and 66 to keep relay 261 engaged and its contacts 262 closed. It follows that the waiting relay 200 remains activated,
With relay 200 engaged, generator 4 is in a standby position to supply high frequency energy to transformer 6 from where it can be transferred to induction heating winding 36. Series parts can then be placed in magazine 78. Each time a part leaves the machine, it activates switch 58 which starts the desired timer 178 for an entire cycle.
The timer controls relay 204 to send high frequency power to coil 36 for short periods each time a portion of the workpiece that is to be quenched passes through coil 36. The timer also releases another part on conveyor 2, by operating flow solenoids 88 and 86.
An example of parts heated in the apparatus described are gearbox rods of a type shown in Figure 10 or Figure 11. Half-inch (12.7mm) diameter rods were superficially soaked in selected places only. Lots included bead lengths of 4-7 / 16 inch (113 mm), 6-13 / 32 inch (163 mm) and 6-15 / 32 inch (165 mm). The rods in one batch were SAE 1046 steel and passed through the apparatus at a rate of 0.7 inch (17.8 mm) per second or 0.76 inch (19.3 mm) per second.
For a speed of 0.7 inch (17.8 mins) per second and a length of 4-7 / 16 inches (113 mm), with three grooves very close together, the control relay 204 was actuated only once by the timer. for a heating period of 1.05 seconds.
The generator was delivering high frequency energy at a rate of 450,000 periods per second.
Some protective features.
If one of the motors 62 or 64 consumes too much current, a thermal element 350 of the main switch 240 cuts off the network 244 '. The control relay 322 trips, opening its contacts 328 in the bypass circuit 336 of the relay d. 'waiting 200. This opens its contacts 332 and 334, and the generator is put into its first idle state.
If a rod gets stuck in the machine, the wheel 56 will not turn at the desired speed, the sensitive relay 270 trips and opens its contacts 276. The control relay 322 trips this time by opening the contacts 276 in its circuit. lock. Generator 4 will not deliver energy to the blocked rooms.,
If a magazine 78 of the loader no longer receives serial parts, false parts are supplied to the conveyor 2 until all the serial parts have undergone their heat treatment.
When the last post leaves loader 1, protection relay 194 opens, triggering the
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waiting relay 200 before the last hairpiece passes through the induction heating coil.
It should be noted that each time the waiting relay 200 trips, the network 256 is cut from the end 254 of the autotransformer 246, by opening of the contacts 314. It follows that the machine stops. The machine can be stopped normally by pressing the stop button which opens its contacts 330 located in the circuit of the wait relay 200.
Although a preferred embodiment of the invention has been described, it is evident that the principles and novelties of the invention are of general application and may be employed in other embodiments. .
CLAIMS
1.- Induction heating apparatus for the heat treatment of rod-shaped parts, comprising an induction heat treatment device having a central passage for receiving the parts, a charger having a parts store, a translator device for guiding and moving the parts end to end horizontally through the heat treatment device, and a device for releasing the parts one by one from the store onto the translator device.