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Dispositifpour le chauffage de profils polygonaux en vue de la trempe de certaines surfaces .
On sait que le chauffage par induction électrique peut être utilisé avec avantage pour chauffer des pièces d'ouvra- ge,, en particulier en acier, sur leur surface seulement et poutr tremper ensuite les surfaces chauffées par saisissement. s'il ne s'agit que de corps peu compliqués ou d'un schéma de trempe peu compliqué, le problème posé peut être résolu d'une manière relativement simple en utilisant dans -chaque cas.sui-, vent les conditions existantes une bobine entourant la pièce d'ouvrage ou une boucle de conducteur de chauffage qui se fer- me en passant par la surface de la pièce d'ouvrage.
En dis- posant, des culasses magnétiques qui entourent les conducteurs de chauffage, on peut en outre contrôler, dans une mesure rela- tivement large,.l'étendue spatiale des sections de. chauffage chauffées et par là l'étendue spatiale des parties de surfaces trempées.
Onrencontre toutefois des difficultés lorsqu'il y a lieu de chauffer' des profils polygonaux et cela en particulier lorsque les zônés trempées sur diverses surfaces du profil doivent présenter une plus grande étendue que sur d'autres.
C'est souvent le cas dans 1 traitement d'organes de machines qui servent au guidage ou au transport d'autres organes, par exemple .pour des griffes, des dents d'entraînement de maillons de chaînes etpièces analogues. Mais il y a lieu de surmon- ter des difficultés lorsqu'un semblable profil polygonal doit être trempé sur toutes les surfaces sur la méme étendue, par- ce qu'en utilisant une bobine entourant la pièce d'ouvrage on risque de surchauffer les arêtes de cette pièce.
La présente invention vise un dispositif grâce auquel le problème posé est résolu et les inconvénients décrits' sup- primés. L'invention est caractérisée par la disposition, d'une bobine entourant la pièce d'ouvrage dans laquelle on intercale, . en face de certaines surfaces du profil ou de toutes les sur- faces du profil, des boucles de conducteur de chauffage de plus grande longueur que celle qui correspondrait à la lar- geur des bobines. On produit de cette manière dans la pièce d'ouvrage un circuit induit qui passe dans un plan pratique- ment perpendiculaire à l'axe de la pièce d'ouvrage. De plus, des circuits induits sont produits dans la pièce d'ouvrage dans des plans parallèles aux surfaces du profil, dans chaque cas suivant-le nombre des boucle de conducteur de chauffage intercalées.
L'effet de ces courants, passant pratiquement sans être influencés l'un parl'autre, a pour résultat
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d'assurer le schéma de chauffage et, par là, le schéma de trempe désiré.
L'idée inventive est illustrée avecplus de détail dans ce qui suit à l'aide du dessin annexé qui représente quelques modes de réalisation schématiques.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un profil polygonal 1 en forme de barre. Ce corps doit recevoir un schéma de trempe tel qu'indiqué par les places hachurées. Sur l'une des surfaces du profil, il y a lieu de produire une bande de trempe 2 ne présentant qu'une largeur relativement étroite, tandis qu'une zens de trempe beaucoup plus large 3 doit être produite sur la surface adjacente du profil. Sur les deux autres surfaces au profil, qui ne sont pas visibles dans la vue en perspective, les zônes de trempe peuvent par exemple être constituées de façon correspondante, ou elles peuvent également présenter encore d'autres étendues. Pour tremper un semblable corps de cette manière, on utilise, conformément à l'invention, l'inducteur représenté schématiquement à la fig. 2.
Cet inducteur est constitué par une partie 4 qui renferme la pièce d'ouvrage à la manière d'une bobine. Cette partie en forme de bobine chauffe la pièce d'ouvrage dans la zône & du fait qu'on engendre à travers elle un circuit induit qui sa ferme dans un plan qui est parallèle aux surfaces d'extrémité.Pour produire la zpne de trempe 3¯ sur l'autre surface du profil, un inducteur en forme de boucle 5 est intercalé dans la bobine et est monté en série avec celle-ci. Cet inducteur 5 produit un courant induit qui passe dans un plan parallèle à la surface longitudinale.
L'étendue longitudina- le de cette boucle doit être plus grande que ce qui correspond à la largeur de la partie d'inducteur en forme de bobine, afin que le rapport des étendues des zônes 2 et 3 entre elles s'établisse comme il est indiqué par les surfaces hachurées à la fig. 1.
Pour obtenir la concentration désirée des filaments de courant inauit, la partie 4 en forme de bobine et la partie 5 en forme de boucle peuvent être munies de culasses magnéti- 'lues. Ainsi qu'il est usuel pour des inducteurs, l'inducteur peut être creux, de façon à pouvoir être refroidi. Mais le dispositif peut aussi être réalisé de manière à travailler sans refroidissement, l'inducteur étant toutefois établi creux en soi pour permettre, lorsque lechauffage est terminé, l'amenée d'un agent de saisissement à travers le conducteur de chauffage lui-même. Il est évident que l'on peut aussi conjuguer à l'inducteur un dispositif de saisissement séparé qui entre en action après que le caauffage est terminé et qui produit la trempe.
La fig. 2 représente le cas extrêmement simple dans lequel la partie en forme de bobine et la partie en forme de boucle de l'inducteur sont à spire unique. Une semblable cisposition doit en général être recommandée lorsqu'on travaille avec de très hautes fréquences. Si, par contre, on utilise les fréquences dites normales de 16 2/3, 50 ou 60 périodes, il est en général recommandé de travailler avecune constitution à spires multiples, tant pour la partie en forme de bobine que pour la partie en forme de boucle. Dans ce cas, la boucle est conduite en va-et-vient plusieurs fois parallèlement à la suriace à chauffer et la partie en forme de bobine est enroulée en plusieurs spires autour de la pièce d'ouvrage, le raccordement pour la boucle montée en série étan prévu sur l'une des spires.
Mais il est également possible d'établir seulement la boucle ou seulement la bobine .à spires
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multiples.
Le dispositif conforme à l'invention peut aussi être uti- lisé lorsque le problème se pose de produire sur les surfaces du profil des zônes de trempe qui aient pratiquement la même étendue. En se référant à la fig. l, ceci signifierait que la zône 2 devrait correspondre, quant à son étendue, à la zone 3.
Dans ce cas, on monte une .boucle 5 en série sur la partie en forme de bobine 4 (voir fig. 2) en face de cette surface. A l'aide d'un dispositif conforme à l'invention ainsi constitué, on réussit, sans danger de surchauffer les bords, à obtenir un chauffage régulier des surfaces et, par là, à assurer une trempe de surface uniforme ou une trempe continue lorsqu'on utilise la conduction thermique Si l'on travaillait par con- tre exclusivement avecune bobine entourant la pièce d'ouvra- ge, dont la largeur correspondrait approximativement à l'éten- due de la zône à tremper, la conséquence serait un chauffage des plus irrégulier; il y aurait en outre danger de surchauf- fage des bords. Mais le dispositif conforme à l'invention n'est pas seulement applicable lorsqu'il s'agit de formes de base angulaires de la pièce d'ouvrage.
Il peut au contraire être adapté de la manière la plus simple au traitement de piè- ces rondes qui présentent à l'extrémité des appendices sail- lants tels que des griffes ou analogues. Ce cas est représén- té schématiquement à la fig. 3. Le corpsrond 6 comporte, à l'une de ses extrémités, des appendices'7 et 8 en forme de griffes. Il y a lieu de tremper aussi bien les surfaces des griffes 7 et 8 qu'une partie du corps cylindrique. A cet ef- fet on prévoit une bobine 9 entourant le corpscylindrique.
Des boucles de conducteur'de chauffage 10, qui sont disposées en face des griffes, sont intercalées en série dans cette bobine. Il s'établit de cette manière un circuit qui passe dans un plan perpendiculaire à l'axe du corps 6 et, en outre, deux circuits qui passent dans des plans parallèles aux sur- faces des griffes.
La trempede dents d'entraînement prévues sur des mail- lons de chaînes pose un problème particulièrement difficile.
Lesdents d'entraînement 11 (fig. 4) de maillons de chaînes de ce genre sont placées entre deux pièces latérales relati- vement encombrantes 12 et 13 et s'étendent profondément entre ces deux pièces latérales.En raison de la sollicitation des dents, il faut effectuer une trempe qui corresponde au schéma qui est 'indiqué par les surfaces achurées 14 et 15, c'est à dire que' la large surface de la dent doit être trempée sur une plus grande zone 14, tandis que les surfaces d'extrémités de la dent ne doivent présenter qu'une étroite zône de trempe 15.
Mais la pointe de la dent doit surtout demeurer non trempée, afin d'éviter ici un détachage de feuilles de matière ou un déchirage. Dans l'application sensée d'un dispositif confor- me à l'invention, cette forme compliquée de pièces d'ouvrage peut recevoir sans difficultés les zônes de trempe désirées.
A cet effet, l'inducteur est disposé comme on peut le voir par la fige 5. La partie 16 on forme de bobine renferme la , dent 11. Les boucles 17 do conducteur de chauffage montées en série sont intercalées dans la bobine de façon qu'elles s' étendent parallèlement aux flancs de la dent 11. Autant que l'on travaille, à la fréquence normale, il est recommandable d'établir la boucle à spires multiples et il peut aussi être avantageux de constituer la partie 16 en forme de bobine à spires multiples.
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Lorsqu'on utilise le dispositif conforme à l'invention pour le traitement de dents d'entraînement formées sur des maillons de chaînes, il est en général nécessaire de munir les sections de conducteur de chauffage de culasses magnétiques. Ces dernières sont disposées de façon qu'elles entou- rant les deux branches de la boucle de conducteur de chauffa- ge 17. Les culasses sont disposées dans chaque cas sur la partie 16 en forme de bobine en entourant le conducteur de chauffage.
Le saisissement des zônes chauffées peut se faire comme il est usuel Gans le chauffage par induction électrique en vue de la trempe à partir de conducteurs de chauffage. Mais il est également possible de prévoir les conduites nécessaires pour le dispositif à agent ue saisissement dans les culasses magnétiques nécessaires. En outre, le saisissement peut aussi se faire de facon que la pièce d'ouvrage soit plongée, lorsque le chauffage est achevé, dans un bain d'agent de saisissement ou qu'elle soit alors relevée de la tête de chauffage .
On décide, suivant les circonstances de chaque cas particulier, la nature du saisissement à employer.
Un dispositif pour le traitement de maillons de chaînes suivant la fig. 6 s'est montré particulièrement avantageux.
Ce dispositif est constitué par une partie 20 en forme de boite, sur laquelle sont montées extérieurement les brides de raccordement 21 pour l'amenée du courant de chauffage qui bon isolées l'une.de l'autre en 22. L'alimentation de l'appareil de chauffage constitué conformément à l'invention en courant est effectuée à partir de ces deux brides de raccordement, en passant par les pièces de distribution de courant 23 et 24.
Conformément à l'invention, l'appareil de chauffage est constitué par la partie d'inducteur 25 en forme de bobine renfermant la dent de la pièce d'ouvrage 25 et les parties d'ineucteur 27 en 4'orme de boucle placées en face des surfaces longitudinales de la dent. Pour assurer uns distribution uniforme du chauffage sur les faces d'extrémités de la dent, les parties d'inducteur 26 en forme de bobine sont établies à deux spires. Par des pièces en T appropriées, que l'on peut voir en 28, le montage en série des pièces en tonne de boucle 27 avec la partie en forme de bobine 26 est assuré. Une partie d'inducteur à deux spires se trouve également, comme indiqué en 26, sur la surface d'extrémité postérieure, non vi- siblé dans la fig. 6, de la dent.
Afin de pouvoir distribuer l'effet de chauffage uniformément sur les pièces à tremper, les culasses magnétiques feuilletées 29" sont disposées audessus des parties 29' en forme de boucle sur les parties en forme de bobine. Des organes d'écartement non magnétiques 30 servent à maintenir l'entrefer d'accouplement entre l'appareil de chauffage et la pièce d'ouvrage. Les conducteurs de chaufage et les paquets de culasses sont fixés sur un corps profilé 31 qui se trouve à l'intérieur de la boite 20.
On prévoit a cet effet des tôles 32 qui sont soudées sur les conducteurs de chauffage. A la partie supérieure, ces tôles passent dans des tiges de vis au moyen desquelles elles sont fixées par les écrous 33 sur la pièce profilée 31.
L'application au dispositif conforme à l'invention n'est pas limitée aux exemplesde réalisation caractéristiques représentés mais peut aussi se faire partout où il s'agit de cnauffer et, par suite, de tremper des profils polygonaux ou des profils ronds comportant des appendices, de façon que les zônes de trempe possèdent, dan's diverses sections de surfaces, une plus grande étendue que dans d'autres.