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"PERFECTIONNEMENTS AU TRAITEMENT THERMIQUE DE PIECES"
La présente invention est relative à un procédé de traite- ment thermique delà surface d'une pièce à l'aide d'un disposi- tif inducteur connecté ou couplé à un circuit d'alimentation de courant de haute fréquence pour déterminer le chauffage induo- tif de la dite pièce.
L'invention a particulièrement, mais non pas exclusivement trait à la trempe en surface d'arbres vilebrequins et pièces a- nalogues comportant des bras ou des parties en retrait ou décalés s'étendant latéralement à partir d'un côté de l'axe de la partie de la pièce à tremper,la surface étant chauffée pendant une pé- riode de temps limitée qui est terminée avant qu'une quantité
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appréciable de chaleur ait passé dans le noyau de la pièce, cette dernière étant ensuite refroidie.
Si la partie constituant le tourillon d'un arbre vilebrequin est placée à l'intérieur du dispositif inducteur suivant le même axe que ce dernier, on constate que, par suite de l'effet de per- turbation des flasques ou bras sur la répartition du flux ma- gnétique induit dans le dit tourillon ou fusée, la profondeur à laquelle se manifeste le chauffage intensif et, par conséquent, l'épaisseur de la zone trempée sont non uniformes autour de la circonférence du tourillon ou fusée, cette épaisseur étant moindre sur le côté de ce tourillon qui correspond 4 la position ou au plan des flasques ou bras.
L'invention a pour objet, entre autres, un procédé pour chauffer induotivement une pièce, de telle sorte que la réparti- tion du flux magnétique dans la zone superficielle de la pièce pui se être contrôlée à volonté.
L'invention a également pour but, dans le cas d'un arbre vilebrequin ou autre pièce comportant des parties en retrait ou décalées, de compenser l'effet de ces bras ou parties sur la pépartition du flux magnétique, en vue d'obtenir une profondeur uniforme de trempe dans le sens circonférentiel de la partie axiale ou longitudinale de la pièce qui doit être trempée.
Suivant la présente invention, un procédé de traitement thermique d'une zone superficielle d'une pièce consistant à pla- cer la pièce dans la position voulue par rapport à un dispositif inducteur tout en la maintenant espacée de ce dispositif inducteur qui est connecté ou couplé à un circuit d'alimentation de courant de haute fréquence de façon à réalliser un chauffage inductif, est caractérisé par le fait que la dite pièce est espacée d'une ma- nière non uniforme du dispositif inducteur pour contrôler la ré- partition du flux magnétique dans la surface de la pièce.
En outre, conformément à l'invention, un procédé de trempe en surface d'un tourillon ou d'une partie axiale d'un arbre vile- brequin ou pièce analogue comportant des parties en retrait ou
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décalées consiste à placer cette pièce de manière qu'elle soit entourée par un dispositif inducteur tout en étant espacée de ce dispositif qui est connecté ou couplé à un circuit d'alimen- tation de courant de haute fréquence, de façon à réaliser un chauf fage inductif de la surface de la pièce, et à refroidir cette dernière avant qu'une quantité appréciable de chaleur ait passé dans le noyau,
le dit procédé étant caractérisé par le fait que le dit tourillon ou partie axiale de la pièce est disposé excentri- quement à l'intérieur du dispositif inducteur,l'excentricité étant telle qu'elle compense l'effet de perturbation des bras ou parties en retrait ou décalés de la pièce sur la répartition uniforme du flux magnétique dans la surface de la dite pièce.
Ainsi, la partie de la pièce à traiter est disposée excen- triquement à l'intérieur du dispositif inducteur avec un espace ou jeu qui à sa valeur la plus faible en une position se trouvant dans le plan des bras ou parties en retrait ou décalée de la pièce et sur le côté correspondant à la position de ces bras ou parties. La dite partie de la pièce à traiter peut être maintenue dans la position excentrique désirée en disposant des organes d'espacement isolants entre la pièce et le dispositif inducteur. pour assurer l'uniformité de l'épaisseur de la zone trempée dans le sens longitudinal de la pièce, le dispositif inducteur peut être évidé, ou on -::peut lui donner une forme concave dans le sens longitudinal.
Dans le dessin annexé:
La fig.I est une vue schématique des circuits utilisés pour la ;aise en oeuvre de l'invention.
La fig.2 est une vue, à plus grande échelle, du dispositif inducteur,un arbre vilebrequin étant placé dans ce dispositif conformément à l'invention.
La fig.3 est une coupe longitudinale faite suivant la ligne 3-3 de la fig.2.
La fig.4 est une coupe horizontale faite suivant la ligne 4-4 de la fig.2. /
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La fig.5 est une coupe faite par une forme modifiée du dispositif inducteur.
'En se reportant au dessin, on voit que le maneton ou tou- rillon 10 d'arbre vilebrequin à tremper est renfermé à l'inté- rieur de deux inducteurs 11 ,12 pouvant être écartés l'un de l'autre, ce maneton ou tourillon étant espacé des dits induo- teurs qui sont maintenus en contact en 13 par un organe de ser- rage et sont alimentés en courant par le secondaire 14 d'un transformateur ,le dit secondaire étant connecté aux dits , . inducteurs.
Le primaire 15 du transformateur est connecté à des barres omnibus 16,17, destinées à être connectées à une généra- trice de courant de haute fréquence 18, et, de préférence, des éléments de condensateur 19,20 sont associés avec le dit pri- maire, ainsi qu'il est expliqué plus en détail dans la demande de brevet belge déposée le 14 décembre 1936,pour:"Perfectionne- ments à la trempe en surface de pièces". La surface de l'arbre vilebrequin est par ce moyen soumise à un chauffage inductif in- tensif pendant une période de temps limitée qui est terminée avant qu'une quantité appréciable de chaleur ait passé dans le noyau, et la pièce est immédiatement refroidie.
Le chauffage est terminé en déconnectant la génératrice 18 du transformateur, avantageusement à l'aide des moyens décrits dans la demande de brevet belge mentionnée ci-dessus, et pour effectuer le refroi- dissement, les inducteurs 11, 12 comportent des chemises 21 re- liées ensemble par un tuyau 22et à untuyau 23 aboutissant à une source de fluide de refroidissement,le dit tuyau 23 étant pour- vu d'une soupape 24 qui est actionnée et réglée ,en ce qui con- cerne le commencement et la durée du refroidissement, avantageu- sement à l'aide des moyens décrits dans la demande de brevet bel- ge mentionnée ci-dessus. Des orifices ou passages 25 sont ménagés dans les parois intérieures des inducteurs pour diriger le fluide sur la surface de la pièce traitée.
Par suite de la présence des flasques ou bras décalés en re-
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trait 26,27 sur un côté du maneton ou tourillon 10 de l'arbre vi- lebrequin,on constate que si le dit maneton ou tourillon est dis- posé suivant le marne axe que les inducteurs Il,12,les dits flas- ques ou bras déterminent une perturbation dans la répartition u- niforme désirée du flux magnétique autour de la surface de la pièe traitée, de telle sorte que le chauffage intensif, et la zone finalement trempée s'étendent moins profondément sur le côté correspondant au plan des flasques ou bras.
Afin de compenser cet effet des flasques ou bras décalés en retrait et d'obtenir une profondeur uniforme de trempe dans le sens circonférentiel, le maneton ou tourillon 10 est placé dans une position excentrique par rapport aux inducteurs 11, et 12 ,comme représenté dans le dessin,l'espace ou jeu réservé entre le dit maneton et les in- ducteurs étant moindre en une position se trouvant dans le plan des dits flasques ou bras 26,27 et sur le côté correspondant à la position de ces flasques ou bras. Pour obtenir les résultats les plus satisfaisants, on a trouvé que pour des manetons ou touril- lons ayant un diamètre d'environ 63 millimètres, l'espace ou jeu réservé en 28 doit être de l'ordre de 2 m/m, en 29 il doit être de I m/m ,et- en 30 et 31. il doit être de I m/m 5.
Des organes d'es- pacement (non représentés),formés de lave ou autre matière iso- lante, peuvent être intercalés entre le maneton 10 et les induc- teurs pour assurer l'écartement désiré.
Afin que le chauffage intensif s'exerce à une profondeur uni- forme et sur une épaisseur résultante de la zone trempée, dans le sens longitudinal du maneton ou tourillon 10, du fait que le chauf- fage est plus rapide transversalement à la partie intermédiaire de l'inducteur,les faces des inducteurs peuvent être évidées, ou on peut leur donner une forme concave, comme indiqué en 32 sur la fig.3 de sorte que la partie intermédiaire de l'inducteur se trouve écar- tée de la surface à traiter à l'endroit où un inducteur parallèle aurait tendance à créer une zone trempée d'une épaisseur ou pro- fondeur excessive ou préjudiciable.
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Il est fréquemment désirable ou nécessaire d'apporter d'autres modifications à la forme des inducteurs pour répartir convenablement la chaleur ainsi qu'à la forme résultante de la zone trempée. Ainsi, les inducteurs peuvent attester la forme représentée fig.5, et comporter des nervures et des rainures al- ternantes ayant la largeur voulue pour obtenir le résultat dé- siré, Le courant, en majeure partie, suit les nervures,et les rainures constituent un moyen efficace pour la répartition du fluide de refroidissement.
La dimension des nervures, au point de vue de la.largeur et de la profondeur, détermine la capacité de transport de courant de ces conducteurs en principe indépen- dants, et ces dimensions, ainsi que l'écartement entre les nervu- res, contrôlent la répartition et l'intensité des courants de chauffage créés dans la pièce traitée, Le contour général de la face de l'inducteur peut affecter diverses formes pour sa- tisfaire aux résultats désirés, mais,généralement, il affecte la forme générale répréséntée ,les faces des nervures centra- les en 33 ayant des diamètres plus grands que les nervures 34 adjacentes aux côtés, le jeu ou espace entre l'arbre et les in- ducteurs affectant de ce fait une forme générale courbe trans- versalement à la largeur du maneton de l'arbre vilebrequin.
Bien que l'invention ait été particulièrement décrite en référence à la trempe en surface d'un arbre vilebrequin comportant des parties décalées ou en retrait, elle peut être appliquée au traitement thermique de pièces ne comportant pas de parties ou de bras décalés ou en retrait, la pièce traitée étant espacée non uniformément du dispositif inducteur, ou é- tant disposée asymétriquement par rapport à ce dernier, en vue de contrôler la répartition du flux magnétique dans la surface de la pièce et le degré résultant de chauffage et de trempe.
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