WO2016156679A1 - Dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique, du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés. - Google Patents

Dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique, du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés. Download PDF

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heat treatment
induction coil
treatment device
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Philippe Jaubert
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Eaton Leonard Group
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Definitions

  • the invention relates to a thermal quenching treatment device of a metal element, tube or bar type, having curved sections.
  • this invention relates to a heat treatment device comprising mainly:
  • thermal treatment means comprising an induction coil and cooling means comprising spray nozzles integrated in an annular spray crown,
  • the thermal treatment devices according to this concept comprise a fixed support on which a plurality of clamps, each composed of two jaws, are secured:
  • this solution requires the realization of specific tools (support and clamps positioned on this support) for each model of heat-treated metal element, and is therefore a relatively expensive solution.
  • the heat treatment devices comprise:
  • a multiaxis robot whose arm is equipped with a support on which are positioned a plurality of clamps arranged to be distributed along a portion of the longitudinal axis of the metal element, and spaced apart from each other. to ensure the maintenance of this metal element during its passage through the induction coil,
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of the above-described devices for the heat treatment of metallic elements, and its main purpose is to provide heat treatment devices designed so as to make it possible to treat by means of a single tooling. very simple, a wide range of metal elements.
  • the invention is directed to a device for heat-quenching treatment of a metal element, of the tube or bar type, having bent sections, comprising:
  • thermal treatment means comprising an induction coil and cooling means comprising spray nozzles integrated in an annular spray crown,
  • the means for holding the metal element are composed of a clamp arranged so as to grip an end section, referred to as the upper end, of the metal element, and to hold the said metal element freely suspended under the said clamp,
  • the displacement means consist of displacement means able to simultaneously move the induction coil and the sprinkler ring along a metal element suspended under the clamp, from an end section, said lower of said metal element opposite its upper section.
  • This design which consists of suspending the metal element to a tool consisting of a simple clamp, and simultaneously moving the induction coil and the sprinkler ring along this metal element from its lower end, proves to be to lead to heat treatment, especially without causing interference between the heat treatment and cooling, a wide range of metal elements may have very complex shapes.
  • the clamp for holding the metal element is carried by means for rotating said gripper about an axis of rotation (x), able to give a movement oscillation at said metal element suspended under this clip.
  • this gripper for holding the metal element is, advantageously according to the invention, carried by means for moving said gripper along at least one translation axis.
  • a combination consists, moreover, advantageously according to the invention, to mount the drive means in rotation of the clamp around an axis of rotation (x) on means for moving said clamp along a vertical translation axis (z) and a horizontal translation axis (y).
  • the treatment device may also, advantageously according to the invention, comprise means for driving the gripper in rotation about a vertical axis (z).
  • the displacement means of the induction coil are advantageously adapted, according to the invention, for an inductor of length /, so that the center of the median transverse plane of said induction coil is at less substantially coaxial with the rope of length / centered on said median plane, the neutral fiber Fn of the metal element.
  • This mode of defining the trajectory of the induction coil which consists in subtending this trajectory relative to the neutral fiber of the metallic element makes it possible to guarantee the obtaining of a minimum distance between the internal face of the said element. induction coil and respectively the intrados and the extrados of the metal element, and this even for very short radii of curvature of the order of 1, 5 to 2 times the diameter of said metal element, and leads to a significant increase in the range of metal elements that can be heat-treated by the device according to the invention.
  • the induction coil and the spraying ring are each carried by displacement means consisting of a multiaxis robot.
  • the holding clip of the metal element can also be carried by displacement means consisting of a multi-axis robot adapted to give it several degrees of freedom in rotation and in translation.
  • the heat treatment device according to the invention comprises, moreover, advantageously according to the invention, a multiaxis unloading robot provided with a gripper for gripping the metal element after heat treatment.
  • the clamp for holding the metal element consists of a tubular clamp adapted to cap and grip the upper portion of said metal element and to extend in the axial extension of said section. superior.
  • this tubular clamp advantageously has, according to the invention, an outer diameter less than the respective internal diameters of the induction coil and the spraying ring, adapted to allow the axial displacement of said induction coil and crown. spraying along said tubular clamp.
  • This tubular clamp design makes it possible to bring the induction coil and the sprinkler ring to a final position in which they extend around said tubular clamp, and thus release the entire length of the tube. metal element.
  • this end length is usually intended to undergo machining by forming and therefore does not require to be heat treated, so that the treatment device leads to treat, in one step, the entire length of the metal element requiring a heat treatment.
  • This final position also allows easy access to the metal element allowing its unloading by means of the unloading robot.
  • the thermal treatment device advantageously comprises a source of cold fluid connected to inject a flow of cold fluid into the upper end section of said metal element, during the heat treatment of the latter.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a thermal quenching treatment device according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the means of this device for processing, holding and moving a metal element
  • FIG. 3 is a longitudinal section through an axial plane of the clamp for holding a metal element and means for heat treatment of this metal element, represented positioned at the end of the treatment operation,
  • FIG. 4 is a cross section through a plane A of FIG. 3,
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the mode of displacement of the induction coil.
  • the treatment device according to the invention shown in the figures consists of a thermal quenching treatment device of a metal element of the bar or tube type, such as a suspension element of a motor vehicle, which may notably consist of: shown in a torsion bar 1.
  • This treatment device comprises, in the first place:
  • the clamp consists of a tubular clamp 2 of the type of free cutting pliers, comprising a part of revolution partially split along several generatrices, allowing, by its elasticity, to tighten, in the example of the outside, a cylindrical portion of a piece.
  • this clamp 2 comprises:
  • the relative displacement means of the outer tube 10 and the inner tube 12 are adapted to move the outer tube 10 longitudinally along the inner tube, and consist of a cylinder 17 arranged vertically connected to the outer tube 10 by a system of rods 18.
  • the displacement means of this clamp 2 comprise, for their part, positioned on the vertical front face of a frame 3:
  • a second carriage 6 carried by the first carriage 4, guided along horizontal rails such as 7 extending along axes (y) parallel to the front face of the frame 3, and driven along said rails by a motorized assembly not shown,
  • the first carriage 4 is equipped with a retractable stand for stiffening the tubular clamp 2, comprising a support piece 19 mounted on the end of the two rods 20a of a jack 20 arranged along an axis (x), the body 20b is secured to said first carriage.
  • this support piece 19 comprises a housing 21 of shape adapted to house the lower end of the tubular clamp 2, in the lower extension of which is formed a groove 22 intended to house the upper portion of the suspended metal element 1 under the so-called tubular clamp.
  • the treatment device further comprises:
  • thermal treatment means and cooling means of the type described in European Patent EP 1 405 926 and thus constituted, respectively, by an induction coil 23 and an annular spraying ring 26 in which are integrated sprinkler nozzles 27,
  • displacement means adapted to simultaneously move the induction coil 23 and the sprinkler ring 26 along the metal element 1 suspended under the tubular clamp 2, from the lower end section of said metal element.
  • These displacement means comprise, for each of the two elements, induction coil 23 and spraying ring 26, a multiaxis robot respectively 24, 28 shown schematically in FIG. 1, comprising, in a conventional manner, a terminal arm respectively 25, 29 provided with a gripping member of said induction coil and sprinkler ring.
  • the processing device furthermore comprises, as shown diagrammatically in FIG. 3, a third multiaxis 30 unloading robot, equipped with a terminal arm 31 equipped with a gripper 32 for gripping the metal element 1 after heat treatment. .
  • This treatment device comprises, finally, an air source 33 connected to inject a cold air flow into the upper end section of the metal element 1, during the heat treatment of the latter.
  • the metal element 1 is thus suspended under the tubular clamp 2.
  • the heat treatment is then carried out: by simultaneously moving the induction coil 23 and the sprinkler ring 26 along the metal element 1 from the lower end section of said metal element,
  • the displacements of the induction coil 23 and possibly of the tubular clamp 2 are controlled, as shown in FIG. 5, for an induction coil 23 of length / so that the center of the median transverse plane of said induction coil, (that is to say the transverse plane located at half-length 1/2 of said coil 0), is at least substantially coaxial with the chord of length / centered on the said median plane (that is to say the rope length / extending length 1/2 on both sides of said median plane), the neutral fiber Fn of the metal element.
  • the spraying ring 26 is further adapted to bring the said induction coil and spraying ring to a final position, shown in FIG. 3, in which they extend around the tubular clamp 2. .
  • this end length is usually intended to undergo machining by forming and therefore does not require to be heat treated, so that the treatment device leads to treat the entire length of the metal element 1 requiring a heat treatment.
  • This final position also allows easy access to the metal element 1, allowing its unloading by means of the unloading robot 30.

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Abstract

L'invention vise un dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique (1), du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés, comportant des moyens de traitement thermique dotés d'une bobine d'induction (23) et d'une couronne d'aspersion annulaire (26). Selon l'invention, ce dispositif comporte des moyens de maintien (2) de l'élément métallique (1) composés d'une pince (2) disposée de façon à enserrer un tronçon d'extrémité, dit supérieur, de l'élément métallique, et à maintenir le dit élément métallique librement suspendu sous la dite pince, et des moyens de déplacement (24, 28) adaptés pour déplacer simultanément la bobine d'induction (23) et la couronne d'aspersion (26) le long de l'élément métallique (1) à partir d'un tronçon d'extrémité, dit inférieur, du dit élément métallique opposé à son tronçon supérieur.

Description

Dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique, du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés.
L'invention concerne un dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique, du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés.
De façon plus spécifique, cette invention vise un dispositif de traitement thermique comportant principalement :
- des moyens de traitement thermique comprenant une bobine d'induction et des moyens de refroidissement comportant des buses d'aspersion intégrées dans une couronne d'aspersion annulaire,
- des moyens de maintien de l'élément métallique,
- et des moyens de déplacement relatif des moyens de maintien de l'élément métallique et des moyens de traitement thermique adaptés pour engendrer un déplacement relatif du dit élément métallique à l'intérieur de la bobine d'induction et de la couronne d'aspersion disposées à proximité l'une de l'autre.
Selon une première solution notamment décrite dans la demande de brevet US 2011/284526, les dispositifs de traitement thermiques selon ce concept comprennent un support fixe sur lequel sont solidarisées une pluralité de pinces composées chacune de deux mâchoires :
- espacées les unes des autres et disposées de façon à être réparties le long de l'axe longitudinal de l'élément métallique,
- adaptées pour être successivement ouvertes afin de permettre le déplacement de la bobine d'induction et de la couronne d'aspersion annulaire le long de l'élément métallier.
Une telle solution permet d'assurer un parfait maintien de l'élément métallique lors de son traitement thermique qui conduit à limiter les éventuelles déformations de cet élément métallique provoquées par ce traitement thermique.
Par contre, cette solution impose de réaliser un outillage spécifique (support et pinces positionnées sur ce support) pour chaque modèle d'élément métallique traité thermiquement, et constitue donc une solution relativement onéreuse.
Selon une deuxième solution notamment décrite dans le brevet EP 1 405 926, les dispositifs de traitement thermique comportent :
- une bobine d'induction fixe, - un robot multiaxe dont le bras est équipé d'un support sur lequel sont positionnées une pluralité de pinces disposées de façon être réparties le long d'une portion de l'axe longitudinal de l'élément métallique, et espacées les unes des autres de façon à assurer le maintien de cet élément métallique lors de son passage au travers de la bobine d'induction,
- et un robot multiaxe sur le bras duquel est montée la couronne d'aspersion annulaire.
Selon cette solution, seule une portion centrale de l'élément métallique est maintenue sur le support équipé des pinces de sorte que plusieurs modèles différents peuvent être traités sur un support donné. Toutefois, le traitement thermiques de modèles divers d'éléments métalliques impose de concevoir une gamme de supports.
De plus, il s'avère que du fait de leur conception (notamment bobine d'induction fixe), de tels dispositifs de traitement connaissent des limites concernant la complexité des éléments métalliques susceptibles d'être traités thermiquement
La présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs ci-dessus décrits de traitement thermique d'éléments métalliques, et a pour principal objectif de fournir des dispositifs de traitement thermique conçus, de façon à permettre de traiter, au moyen d'un outillage unique très simple, une vaste gamme d'éléments métalliques.
A cet effet, l'invention vise un dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique, du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés, comportant :
- des moyens de traitement thermique comprenant une bobine d'induction et des moyens de refroidissement comportant des buses d'aspersion intégrées dans une couronne d'aspersion annulaire,
- des moyens de maintien de l'élément métallique,
- et des moyens de déplacement relatif des moyens de maintien de l'élément métallique et des moyens de traitement thermique adaptés pour engendrer un déplacement relatif du dit élément métallique à l'intérieur de la bobine d'induction et de la couronne d'aspersion disposées à proximité l'une de l'autre,
et selon l'invention : - les moyens de maintien de l'élément métallique sont composés d'une pince disposée de façon à enserrer un tronçon d'extrémité, dit supérieur, de l'élément métallique, et à maintenir le dit élément métallique librement suspendu sous la dite pince,
- les moyens de déplacement consistent en des moyens de déplacement aptes à déplacer simultanément la bobine d'induction et la couronne d'aspersion le long d'un élément métallique suspendu sous la pince, à partir d'un tronçon d'extrémité, dit inférieur, du dit élément métallique opposé à son tronçon supérieur.
Cette conception qui consiste à suspendre l'élément métallique à un outillage consistant en une simple pince, et à déplacer simultanément la bobine d'induction et la couronne d'aspersion le long de cet élément métallique à partir de son extrémité inférieure, s'avère conduire à permettre de traiter thermiquement, notamment sans provoquer d'interférence entre le traitement thermique et le refroidissement, une vaste gamme d'éléments métalliques pouvant présenter des formes très complexes.
Il est à noter, en outre, que lors du traitement d'éléments métalliques susceptibles de se déformer lors de ce traitement thermique, ces déformations peuvent être compensées, de façon simple, en mettant en œuvre une procédure consistant :
- dans une phase préalable, à réaliser le traitement thermique d'un exemplaire de l'élément métallique et à mesurer les déformations intervenues lors de ce traitement,
- puis lors de la production des éléments métalliques, à anticiper ces déformations en les compensant lors de l'usinage, notamment le cintrage, des éléments métalliques, et à procéder ensuite à leur traitement thermique.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la pince de maintien de l'élément métallique est portée par des moyens d'entraînement en rotation de la dite pince autour d'un axe de rotation (x), aptes à conférer un mouvement d'oscillation au dit élément métallique suspendu sous cette pince.
De plus, cette pince de maintien de l'élément métallique est, avantageusement selon l'invention, portée par des moyens de déplacement de la dite pince selon au moins un axe de translation.
Une combinaison consiste, en outre, avantageusement selon l'invention, à monter les moyens d'entraînement en rotation de la pince autour d'un axe de rotation (x) sur des moyens de déplacement de la dite pince selon un axe de translation vertical (z) et un axe de translation horizontal (y).
Le dispositif de traitement peut également, avantageusement selon l'invention, comporter des moyens d'entraînement en rotation de la pince autour d'un axe vertical (z).
Ces degrés de liberté conférés à la pince de maintien de l'élément métallique offrent des possibilités supplémentaires de déplacement relatif entre le dit élément métallique et l'ensemble bobine d'induction/couronne d'aspersion, et permettent ainsi de maintenir plus facilement cet élément métallique dans la zone de manœuvre des moyens de déplacement de la bobine d'induction et de la couronne d'aspersion, et/ou évitent des interférences entre le traitement thermique et le refroidissement.
Par ailleurs, les moyens de déplacement de la bobine d'induction sont avantageusement adaptés, selon l'invention, pour une bobine d'induction de longueur /, de façon que le centre du plan transversal médian de la dite bobine d'induction soit au moins sensiblement coaxial avec la corde de longueur / axée sur le dit plan médian, de la fibre neutre Fn de l'élément métallique.
Ce mode de définition de la trajectoire de la bobine d'induction qui consiste à sous-tendre cette trajectoire par rapport à la fibre neutre de l'élément métallique permet de garantir l'obtention d'une distance minimale entre la face interne de la dite bobine d'induction et respectivement l'intrados et l'extrados de l'élément métallique, et ce même pour des rayons de courbure très courts de l'ordre de 1 ,5 à 2 fois le diamètre du dit élément métallique, et conduit à une augmentation notable de la gamme d'éléments métalliques susceptibles d'être traités thermiquement par le dispositif selon l'invention.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la bobine d'induction et la couronne d'aspersion sont portées, chacune, par des moyens de déplacement consistant en un robot multiaxe.
II est à noter, en outre, que la pince de maintien de l'élément métallique peut également être portée par des moyens de déplacement consistant en un robot multiaxe adapté pour lui conférer plusieurs degrés de liberté en rotation et en translation. Le dispositif de traitement thermique selon l'invention comprend, par ailleurs, avantageusement selon l'invention, un robot multiaxe de déchargement doté d'une pince de saisie de l'élément métallique après traitement thermique.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la pince de maintien de l'élément métallique consiste en une pince tubulaire adaptée pour coiffer et enserrer le tronçon supérieur du dit élément métallique et pour s'étendre dans le prolongement axial du dit tronçon supérieur.
De plus, cette pince tubulaire présente avantageusement, selon l'invention, un diamètre externe inférieur aux diamètres internes respectifs de la bobine d'induction et de la couronne d'aspersion, adapté pour autoriser le déplacement axial des dites bobine d'induction et couronne d'aspersion le long de la dite pince tubulaire.
Cette conception de pince tubulaire permet d'amener la bobine d'induction et la couronne d'aspersion jusqu'à une position finale dans laquelle elles s'étendent autour de la dite pince tubulaire, et dégagent donc l'intégralité de la longueur de l'élément métallique.
Du fait de cette possibilité d'amener la bobine d'induction et la couronne d'aspersion dans une telle position finale, et en premier lieu, seule l'extrémité de l'élément métallique enserrée par la pince tubulaire, soit une longueur de l'ordre d'une dizaine de millimètres, ne subit pas de traitement thermique.
Toutefois, cette longueur d'extrémité est usuellement destinée à subir des usinages par formage et ne nécessite donc pas d'être traitée thermiquement, de sorte que le dispositif de traitement conduit à traiter, en une seule étape, l'intégralité de la longueur de l'élément métallique nécessitant un traitement thermique.
Cette position finale autorise, en outre, un accès facile à l'élément métallique permettant son déchargement au moyen du robot de déchargement.
Par ailleurs, en vue du traitement d'éléments tubulaires, le dispositif de traitement thermique selon l'invention comprend avantageusement une source de fluide froid connectée de façon à injecter un débit de fluide froid dans le tronçon d'extrémité supérieur du dit élément métallique, lors du traitement thermique de ce dernier.
Cette injection de fluide froid dans le tronçon supérieur de l'élément métallique permet d'évacuer les vapeurs chaudes produites dans le dit élément métaflique lors de son refroidissement, et favorise donc cette étape de refroidissement.
D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un dispositif de traitement par trempe thermique conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue en perspective des moyens de ce dispositif de traitement, de maintien et de déplacement d'un élément métallique,
- la figure 3 est une coupe longitudinale par un plan axial de la pince de maintien d'un élément métallique et des moyens de traitement thermique de cet élément métallique, représentés positionnés en fin de l'opération de traitement,
- la figure 4 est une coupe transversale par un plan A de la figure 3,
- et la figure 5 est un schéma explicatif du mode de déplacement de la bobine d'induction.
Le dispositif de traitement selon l'invention représenté aux figures consiste en un dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique du type barre ou tube, tel qu'un élément de suspension d'un véhicule automobile, pouvant notamment consister, tel que représenté, en une barre de torsion 1.
Ce dispositif de traitement comprend, en premier lieu :
- des moyens 2 de maintien de l'élément métallique 1 composés d'une pince agencée pour être positionnée au voisinage d'un tronçon d'extrémité, dit supérieur, du dit élément métallique, de façon que ce dernier soit maintenu librement suspendu sous la dite pince,
- et des moyens de déplacement de cette pince 2 adaptés pour la déplacer, d'une part, en translation selon un axe vertical (z) et selon un axe horizontal (y), et d'autre part, en rotation autour de l'axe vertical (z) et autour d'un axe horizontal (x) perpendiculaire au plan (y, z).
En premier lieu, la pince consiste en une pince tubulaire 2 du type pince de décolletage, comportant une pièce de révolution partiellement fendue suivant plusieurs génératrices, permettant, de par son élasticité, de serrer, en l'exemple extérieurement, une partie cylindrique d'une pièce. En l'exemple représenté, cette pince 2 comporte :
- un tube externe 10 doté d'une extrémité évasée formant un siège conique 11,
- un tube interne 12 percé d'un alésage axial longitudinal 13, prolongé d'une tête conique 14 adaptée pour se loger dans le siège 11 du tube externe 10, la dite tête conique étant pourvue de quatre fentes radiales telles que 15 lui conférant son élasticité, et présentant une face frontale dans laquelle est ménagé un lamage 16 de serrage de l'extrémité de l'élément métallique 1,
- et des moyens de déplacement relatif du tube externe 10 et du tube interne 12 entre une position de chargement d'un élément métallique 1 dans le lamage 16, dans laquelle la tête conique 14 s'étend dans le prolongement du tube externe 10, et une position de serrage de l'extrémité de l'élément métallique 1, dans laquelle la tête conique 14 est enserrée dans le siège conique 11.
De plus, les moyens de déplacement relatif du tube externe 10 et du tube interne 12 sont adaptés pour déplacer le tube externe 10 longitudinalement le long du tube interne, et consistent en un vérin 17 agencé verticalement relié au tube externe 10 par un système de biellettes 18.
Les moyens de déplacement de cette pince 2 comprennent, quant à eux, positionnés sur la face frontale verticale d'un bâti 3 :
- un premier chariot 4 guidé le long de rails verticaux tels que 5, et entraîné le long des dits rails par un ensemble motorisé non représenté,
- un second chariot 6 porté par le premier chariot 4, guidé le long de rails horizontaux tels que 7 s'étendant selon des axes (y) parallèles à la face frontale du bâti 3, et entraîné le long des dits rails par un ensemble motorisé non représenté,
- une potence 8 :
• montée rotative par rapport au second chariot 6 autour d'un axe horizontal (x) perpendiculaire à la face frontale du bâti 3, et entraînée en rotation par un ensemble motorisé non représenté,
• sous laquelle est montée rotative autour d'un axe vertical (z), au moyen d'un moteur 9, la pince tubulaire 2.
De plus, le premier chariot 4 est équipé d'une béquille escamotable de rigidification de la pince tubulaire 2, comportant une pièce de soutien 19 montée sur l'extrémité des deux tiges 20a d'un vérin 20 agencé selon un axe (x), dont le corps 20b est solidarisé sur le dit premier chariot.
En outre, cette pièce de soutien 19 comporte un logement 21 de forme adaptée pour loger l'extrémité inférieure de la pince tubulaire 2, dans le prolongement inférieur duquel est formée une gorge 22 destinée à loger le tronçon supérieur de l'élément métallique 1 suspendu sous la dite pince tubulaire.
Le dispositif de traitement comprend, en outre :
- des moyens de traitement thermique et des moyens de refroidissement du type décrit dans le brevet européen EP 1 405 926, et constitués donc, respectivement, d'une bobine d'induction 23 et d'une couronne d'aspersion annulaire 26 dans laquelle sont intégrées des buses d'aspersion 27,
- des moyens de déplacement adaptés pour déplacer simultanément la bobine d'induction 23 et la couronne d'aspersion 26 le long de l'élément métallique 1 suspendu sous la pince tubulaire 2, à partir du tronçon d'extrémité inférieur du dit élément métallique.
Ces moyens de déplacement comportent, pour chacun des deux éléments, bobine d'induction 23 et couronne d'aspersion 26, un robot multiaxe respectivement 24, 28 représenté schématiquement à la figure 1 , comportant, de façon classique, un bras terminal respectivement 25, 29 doté d'un organe de préhension des dites bobine d'induction et couronne d'aspersion.
Le dispositif de traitement comprend, par ailleurs, tel que représenté schématiquement à la figure 3, un troisième robot multiaxe 30 de déchargement, doté d'un bras terminal 31 équipé d'une pince 32 de saisie de l'élément métallique 1 après traitement thermique.
Ce dispositif de traitement comprend, enfin, une source d'air 33 connectée de façon à injecter un débit d'air froid dans le tronçon d'extrémité supérieur de l'élément métallique 1 , lors du traitement thermique de ce dernier.
Selon ce principe de dispositif de traitement, et en premier lieu, en vue de son traitement thermique, l'élément métallique 1 est donc suspendu sous la pince tubulaire 2.
Le traitement thermique est ensuite réalisé : - en déplaçant simultanément la bobine d'induction 23 et la couronne d'aspersion 26 le long de l'élément métallique 1 à partir du tronçon d'extrémité inférieur, du dit élément métallique,
- éventuellement, en combinant, à ce déplacement, des 5 déplacements en translation selon l'axe (y) et/ou selon l'axe (z), et/ou des rotations autour de l'axe (x) et/ou de l'axe (z), de la pince tubulaire 2, destinés à permettre de maintenir l'élément métallique 1 dans la zone de manoeuvre des deux robots multiaxes 24, 28, et/ou à éviter des interférences entre le traitement thermique et le refroidissement.
î o Durant ce traitement thermique, en outre, lorsque l'élément métallique 1 consiste en un élément tubulaire, de l'air froid est injecté dans le tronçon supérieur du dit élément métallique, permettant ainsi d'évacuer les vapeurs chaudes produites dans l'élément métallique 1 lors de son refroidissement, et favorisant donc cette étape de refroidissement.
15 De plus, lors de ce traitement thermique, les déplacements de la bobine d'induction 23 et éventuellement de la pince tubulaire 2 sont commandés, tel que représenté à la figure 5, pour une bobine d'induction 23 de longueur /, de façon que le centre du plan transversal médian de la dite bobine d'induction, (c'est-à-dire le plan transversal situé à mi-longueur 1/2 de la dite 0 bobine), soit au moins sensiblement coaxial avec la corde de longueur / axée sur le dit plan médian (c'est-à-dire la corde de longueur / s'étendant d'une longueur 1/2 de part et d'autre du dit plan médian), de la fibre neutre Fn de l'élément métallique .
La trajectoire conférée à la bobine d'induction 23 selon ce principe
25 permet de garantir l'obtention d'une distance minimale entre la face interne de la dite bobine d'induction et respectivement l'intrados et l'extrados de l'élément métallique 1 , et ce même pour des rayons de courbure très courts de l'ordre de 1 ,5 à 2 fois le diamètre du dit élément métallique.
Le déplacement simultané de la bobine d'induction 23 et de la
30 couronne d'aspersion 26 est, en outre, adapté pour amener les dites bobine d'induction et couronne d'aspersion jusqu'à une position finale, représentée à la figure 3, dans laquelle elles s'étendent autour de la pince tubulaire 2.
Du fait de cette possibilité d'amener la bobine d'induction 23 et la couronne d'aspersion 26 dans une telle position finale, en premier lieu, seule
35 l'extrémité de l'élément métallique 1 enserrée dans le lamage 16 de la pince tubuiaire 2, soit une longueur de l'ordre d'une dizaine de millimètres, ne subit pas de traitement thermique.
Toutefois, cette longueur d'extrémité est usuellement destinée à subir des usinages par formage et ne nécessite donc pas d'être traitée thermiquement, de sorte que le dispositif de traitement conduit à traiter l'intégralité de la longueur de l'élément métallique 1 nécessitant un traitement thermique.
Cette position finale autorise, en outre, un accès facile à l'élément métallique 1 , permettant son déchargement au moyen du robot de déchargement 30.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Dispositif de traitement par trempe thermique d'un élément métallique (1), du type tube ou barre, présentant des tronçons cintrés, comportant :
- des moyens de traitement thermique comprenant une bobine 5 d'induction (23) et des moyens de refroidissement comportant des buses d'aspersion (27) intégrées dans une couronne d'aspersion annulaire (26),
- des moyens de maintien (2) de l'élément métallique (1),
- et des moyens de déplacement relatif (24, 28) des moyens de maintien (2) de l'élément métallique (1) et des moyens de traitement thermique io (23, 26, 27) adaptés pour engendrer un déplacement relatif du dit élément métallique à l'intérieur de la bobine d'induction (23) et de la couronne d'aspersion (26) disposées à proximité l'une de l'autre,
le dit dispositif de traitement thermique étant caractérisé en ce que :
- les moyens de maintien de l'élément métallique (1) sont composés I 5 d'une pince (2) disposée de façon à enserrer un tronçon d'extrémité, dit supérieur, de l'élément métallique, et à maintenir le dit élément métallique librement suspendu sous la dite pince,
- les moyens de déplacement (24, 28) consistent en des moyens de déplacement aptes à déplacer simultanément la bobine d'induction (23) et la 0 couronne d'aspersion (26) le long d'un élément métallique (1) suspendu sous la pince (2), à partir d'un tronçon d'extrémité, dit inférieur, du dit élément métallique opposé à son tronçon supérieur.
2/ Dispositif de traitement thermique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pince (2) de maintien de l'élément métallique (1) est 5 portée par des moyens d'entraînement en rotation (8) de la dite pince autour d'un axe de rotation (x), aptes à conférer un mouvement d'oscillation au dit élément métallique suspendu sous cette pince (2).
3/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la pince (2) de maintien de l'élément métallique (1 ) 30 est portée par des moyens de déplacement (4-7) de la dite pince selon au moins un axe de translation.
4/ Dispositif de traitement thermique selon les revendications 3 et 4 prises ensemble caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation
(8) de la pince (2) autour d'un axe de rotation (x) sont portés par des moyens de déplacement (4-7) de la dite pince (2) selon un axe de translation vertical (z) et un axe de translation horizontal (y).
5/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'entraînement en rotation (9) de la pince (2) autour d'un axe vertical (z).
6/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de déplacement (24) de la bobine d'induction (23) sont adaptés, pour une bobine d'induction (23) de longueur /, de façon que le centre du plan transversal médian de la dite bobine d'induction soit au moins sensiblement coaxial avec la corde de longueur / axée sur le dit plan médian, de la fibre neutre Fn de l'élément métallique (1).
7/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la bobine d'induction (23) et la couronne d'aspersion (26) sont portées, chacune, par des moyens de déplacement consistant en un robot multiaxe (24, 28).
8/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un robot multiaxe (30) de déchargement doté d'une pince (32) de saisie de l'élément métallique (1) après traitement thermique.
9/ Dispositif de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pince (2) de maintien de l'élément métallique (1) consiste en une pince tubulaire adaptée pour coiffer et enserrer le tronçon supérieur de l'élément métallique (1) et pour s'étendre dans le prolongement axial du dit tronçon supérieur.
10/ Dispositif de traitement thermique selon la revendication 9 caractérisé en ce que la pince tubulaire (2) présente un diamètre externe inférieur aux diamètres internes respectifs de la bobine d'induction (23) et de la couronne d'aspersion (26), adapté pour autoriser le déplacement axial des dites bobine d'induction et couronne d'aspersion le long de la dite pince tubulaire.
11/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes de traitement thermique d'un élément tubulaire (1) caractérisé en ce qu'il comprend une source (33) de fluide froid connectée de façon à injecter un débit de fluide froid dans le tronçon d'extrémité supérieur du dit élément métallique, lors du traitement thermique de ce dernier.
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