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La présente invention concerne un procédé et un appa- reil pour le traitement thermique de surfaces convexes dentées de pièces par chauffage à induction haute fréquence (cette expression comprenant ici le chauffage aux radio-fréquences) et se rapporte à un procédé et un appareil pour le traitement thermique de dents situées sur une surface de courbure constante, comme par exemple le pourtour ou une partie du pourtour d'un engrenage.
L'invention a pour but de procurer un procédé et un appareil permettant des localisations successives rapides et pré- cises des dents de la pièce traitée par rapport à l'inducteur de l'appareil de chauffage à haute fréquence., afin de pouvoir faire le traitement thermique pas à pas des dents.
L'invention a aussi pour but d'assurer que le mouvement d'avancement de la pièce d'une position à la suivante durant le procédé de traitement thermique
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pas à pas se fasse avec une précision telle que, durant le traite- ment thermique, la position relative de l'inducteur par rapport à chaque flanc de dent à chauffer soit toujours constante, de telle sorte que chaque dent de la pièce traitée soit pourvue, à la fin du traitement thermique, d'une figure de pénétration de chaleur symétrique par rapport à son plan de symétrie central axial et que ces figures de pénétration soient exactement les mêmes pour toutes les dents.
L'invention a encore pour but de procurer un procédé et un appareil permettant une exécution automatique et rapide des opérations'suivantes : mise en coïncidence précise avec l'in- ducteur de chaque flanc de dent, chauffage du flanc et avancement de la pièce de façon à amener la dent suivante en coïncidence avec l'inducteur jusqu'à ce que le nombre voulu de dents aient été trai- tées.
Suivant l'invention, le procédé de traitement thermique d'une surface convexe dentée à courbure constante d'une pièce par chauffage à induction haute fréquence est caractérisé en ce qu'on monte la pièce à traiter de façon qu'elle puisse tourner autour de l'axe de la dite surface, on fait avancer la pièce de façon à amener un flanc de dent approximativement en coïncidence avec un inducteur de l'appareil de chauffage par induction à haute fréquence, on met un élément correcteur d'avancement en prise avec la forme de la dent de façon à amener ce flanc de dent en coïncidence précise avec l'inducteur, on donne un mouvement relatif à la pièce par rapport à l'inducteur de façon que ce dernier balaie le dit flanc de dent d'une extrémité à l'autre,
on alimente l'inducteur en courant haute fréquence pendant ce mouvement de balayage de façon que le dit flanc de dent soit chauffé par l'inducteur, on donne un autre mouvement relatif à la pièce par rapport à l'inducteur de façon à les ramener à leurs positions de départ, et on répète les opérations d'avancement de correction d'avancement et de chauf- fage jusqu'à ce que le nombre voulu de dents de la pièce aient été
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traitées thermiquement, l'une après l'autre.
L'appareil servant à l'exécution du procède de l'in- vention comprend un. inducteur pouvant être connecté à un appareil de chauffage par induction à haute fréquence, une monture pour la pièce à traiter telle que cette pièce puisse tourner autour de l'axe de la dite surface convexe, un dispositif d'avance ent don- nant un mouvement d'avancement pas à pas de la pièce autour de l'axe de façon que la dite surface courbe décrive un angle en substance égal au pas des dents de la pièce à traiter, un élément correcteur d'avancement pouvant venir en contact avec la forme de dent d.e la pièce de façon à amener un flanc de dent en coïncidence exacte avec le dit inducteur, un moyen pour donner un mouvement relatif à la dite monture par rapport à l'inducteur afin que ce dernier balaye le dit flanc de dent d'une extrémité à l'autre,
et un moyen pour alimenter l'inducteur en courant à haute fréquence pendant ce mouvement de balayage de façon que le dit flanc de dent soit chauffé par l'inducteur.
De préférence, le dispositif d'avancement peut venir en contact avec la forme dentée de la pièce, des moyens étant prévus pour amener ce dispositif d'avancement en contact avec cette forme dentée, pour déplacer le dispositif d'avancement dans une direction en substance tangentielle à la dite surface convexe à l'effet d'accomplir le mouvement d'avancement de la pièce, et pour dégager le dispositif d'avancement de la forme dentée de la pièce. Des moyens peuvent aussi être prévus pour amener l'élément correcteur d'avancement en contact avec la forme dentée de la pièce, et pour l'en dégager ensuite.
De préférence, les parties de forme dentée de la pièce avec lesquelles l'élément correcteur d'avancement et, sion le désire, le dispositif d'avancement lui-même viennent en contact, consisten en deux flance de dent voisins, c'est-à-dire les deux flancs encadrant un creux ou bien les deux flancs d'une dent.
Les profils de l'élément correcteur d'avancement et de l'inducteur sont, de préférence, semblables et les positions relatives de l'élément correcteur d'avancement et de l'inducteur
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sont avantageusement telles que les deux flancs de dent voisins avec lesquels l'élément correcteur d'avancement est en contact soient directement balayés et chauffes par l'inducteur.
Après ce premier mouvement de balayage, un second mouvement relatif peut être donné à l'inducteur et à la monture dans la direction opposée de façon à les ramener à leurs positions de départ, des moyens étant prévus pour bloquer la, piéce dans la position angu- laire corrigée qu"elle a prise sur la monture sous l'influence. de l'élément correcteur d'avancement et pour desserre la pièce quand celle-ci est ramenée à sa position de départ.
Si on le désire, des moyens peuvent être prévus pour que les opérations d'avancement, de correction d'avancement, de balayage de la pièce par l'inducteur et de retour à leurs posi- tions de départ s'effectuent automatiquement et suivant un pro- gramme minuté, et il peut être prévu que cette série d'opérations soit répétée un certain nombre de fois jusqu'à ce que le nombre voulu de flancs de dents aient été traitée thermiquement par l'inducteur.
De préférence, le dispositif d'avancement est capable de faire un mouvement de va et vient dans un plan perpendiculaire à l'axe de la surface courbe et est aussi capable de basculer dans ce plan de façon à venir en contact.avec et à se dégager des flancs de dent. Le dispositif d'avancement est, de préférence, aussi capable de basculer dans ce plan de façon à pouvoir avancer et reculer par rapport à la monture afin que celle-ci puisse être utilisée avec une série de pièces dont les surfaces courbes ont des rayons de courbure différents.
L'inducteur est, de préférence, fixé sur un chariot qui porte aussi l'élément correcteur d'avancement, ce dernier pouvant se déplacer sur le chariot de façon à venir en contact avec les flancs de dent et à s'en dégager. Le chariot peut aussi être prévu de façon à pouvoir avancer et reculer par rapport à la monture afin de pouvoir utiliser l'inducteur et l'élément correc-
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teur devancement avec des surfaces convexes 03 rayons de courbure différents.
Si on le désire,* le mouvement relatif de la monture par rapport à l'inducteur durant le traitement thermique peut se faire. par déplacement de la monture dans une direction en substance axiale par rapport à la surface courbe, l'inducteur restant fixe.
Une forme d'exécution de l'invention consistant en une machine pour le traitement thermique d'engrenages ou d'autres pièces à surface convexe dentée à courbure constante et comprenant un gé- nérateur alimentant l'inducteur en courant haute fréquence,, sera décrite ci-après à titre d'exemple avec le procédé de fonctionnement de l'appareil, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La Figure 1 est une vue de face de la machine portant un engrenage à traiter,
Les Figures 2 et 3 sont des vues de la machine de la
Figure 1, respectivement de face, avec une partie en coupe, et en plan, .la Figure 4 est une vue de détail, à grande échelle, de l'extrémité inférieure d'un abre porte-pièce sur lequel se trouve l'engrenage à traiter et de la commande verticale de l'arbre, la Figure 5 est une vue en plan, à grande échelle, du dispositif devancement, les Figures 6 et 7 sont des vues de face et en bout du dispositif d'avancement, la Figure 8 est une vue de détail d'un dispositif à glis- sière comprenant un transformateur avec boîtier et portant, sur sa face avant, l'inducteur et bêlement correcteur devancement,
le dispositif à glissière pouvant être règle en hauteur et le bottier pouvant pivoter, la Fig. 9 est une vue de détail du dispositif à glis- sière de la Figure 8 vu dans le sens de la flèche indiquée sur cette dernière Figure,
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la Figure 10 est une autre vue du dispositif à glissière de la Figure 9, le bottier ayant pivoté de façon à occuper une posi- tion convenant au traitement d'un engrenage hélicoïdale et la Figure 11 représente schématiquement une commande hy- draulique de l'arbre porte-pièce, du dispositif de blocage de la pièce, du dispositif d'avancement et de l'élément correcteur d'avan- cement de la machine.
Comme les Figures 1 à 3 le montrent, l'appareil de traitement thermique consiste en une machine 10 pourvue d'un induc- teur 11 fixe, l'engrenage 12 ou autre pièce à traiter thermiquement se déplaçant verticalement de façon à effectuer le mouvement de balayage précité de l'inducteur par rapport à la pièce.
Dans la forme d'exécution représentée, l'inducteur 11 a une forme .en substance en V de façon à pouvoir pénétrer dans et balayer un creux entre deux dents de l'engrenage 12 et de façon à chauffer les flancs adjacents de deux dents successives ainsi que le fond du creux compris entre ces deux dents, l'engrenage effectuant un mouvement de descente pendant que le courant haute fréquence est appliqué à linducteur, de façon à effectuer le traitement thermique, après quoi l'alimentation en courant de l'inducteur est interrompue et l'engrenage est remonté à sa position de départ.
L'engrenage 12 est ensuite déplacé par un dispositif d'avancement 8 de façon à amener le creux suivant en coïncidence avec l'inducteur 11, l'élé- ment correcteur d'avancement 9, prévu au-dessus de l'inducteur, étant alors mis en Contact avec un creux de l'engrenage de manière à amener lecreux suivant en coïncidence exacte avec l'inducteur.
Dans la machine 10 représentée, une table ou taque horizontale 13 porte la monture de l'engrenage ou autre pièce à traiter, cette monture consistant en un arbre vertical 14 pouvant glisser et tourner dans un moyeu 15 porté par la taque et pouvant monter et descendre à une vitesse imposée sous l'effet d'un cy- lindre hydraulique 16 fixé par son extrémité supérieure à la face inférieure de la taque, le piston du cylindre étant relié de façon
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active à l'extrémité inférieure de l'arbre.
L'extrémité inférieure de l'arbre 14 tourne dans des coussinets 18, Figure 2, fixés de façon rigide à un coulissenu à mouvement vertical 19, l'arbre occupant une position axiale par ràpport au coulisseau grâce à la présence des coussinets. Le cou- lisseau 19 est guidé par deux tringles de guidage espacées 20,
20a qui en sont solidaires, la partie inférieure des tringles glissant dans des coussinets 21 fixés à un cadre 22 solidaire, du bâti 23 de la machine 10.
Une partie en saillie 19a du coulisseau est fixée à l'extrémité inférieure de la tige de piston 17a du cylindre hydraulique 16 qui commande le mouvement vertical de l'arbre ou monture 14. L'arbre porte-pièce 14 porte, à son extrémité supérieure, un axe 24 rapporté et Interchangeable avec d'autres axes de diamètres différents et servant à porter l'engrenage 12 afin que ce dernier puisse tourner autour de l'arbre.
Un chariot vertical ou colonne 25 est prévu à la face supérieure de la taque 13 et peut glisser sur des guides horizon- taux 26 dans un sens radial par rapport à l'arbre 14 sous l'effet d'une vis d'entraînement 27. Une paroi verticale 28 du chariot
25, faisant face à l'arbre 14, porte le dispositif à glissière précité à position verticalement réglable, ce dernier pouvant glisser sur un guide vertical 30 de la paroi 28 sous l'effet d'une commande par vis 31.
La paroi verticale du dispositif à glissière 29 porte un boîtier de forme rectangulaire 32 prévu pour un transformateur de sortie 33 du générateur à haute fréquence, le bottier étant centré par rapport à un coussinet 34 de façon à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal coupant l'axe de l'arbre porte-pièce 14 et pouvant être bloqué sur le dispositif à glissière dans toute position angulaire à l'aide de boulons de serrage 35, Figure 8.
La paroi frontale du boîtier 32 porte l'inducteur 11 de l'appareil de chauffage à haute fréquence de façon que l'in-
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ducteur fasse saillie dans le sens horizontal vers- l'arbre porte- pièce 14.
Au-dessus de l'Inducteur-11 se trouve Isolement correc- teur d'avancement précité 9, comprenant une pointe effilée 36 fixée à l'extrémité inférieure d'un levier 37 en substance vertical et;pivotant à son extrémité supérieure sur un pivot 38 porté par une console 39 prévue à l'extrémité supérieure du bottier 32. La pointe effilas 36 et Inducteur 11 sont tous deux en substance en forme de V.de façon qu'ils puissent respectivement venir en contact et chauffer les flancs voisins de deux dents adjacentes de l'engrenage 12. La position relative de l'élément correcteur d'avan- cement 9 par rapport à l'inducteur 11 tangentiellement à l'engrenage dépend du genre de dents de ce dernier.
Par exemple, s'il s'agit d'engrenages droits, la pointe 36 de l'élément correcteur d'avan- cement 9 est disposée à la verticale au-dessus de l'inducteur 11, alors que, s'il s'agit d'un engrenage hélicoïdal, l'élément cor- recteur d'avancement est décalé horizontalement dans l'un ou dans l'autre sens par rapport au plan de symétrie vertical de l'in- ..dateur , l'importance du décalage dépendant de l'angle d'inclinai- sondes dents et de la distance, dans le sens vertical, entre la pointe 36 de l'élément correcteur d'avancement et de l'inducteur.
Pour-que-la machine 10 puisse être employée avec des engrenages ou-,autres pièces de l'un ou de l'autre genre, la pointe 36 de l'élément correcteur d'avancement 9 et l'inducteur 11 peuvent donc.être- déplacés horizontalement de façon à adapter le décalage horizontal à la forme particulière de dent de la pièce traitée.
Ce décalage horizontal se fait en desserrant les boulons de serrage 36 et en faisant basculer le bottier 32 autour du coussinet 34. le boîtier étant représenté dans cette position à la Figure 10. Le réglage horizontal supplémentaire de l'élément correcteur d'avancement 9 qui doit être adapté à la forme de dent particulière pour les engrenages hélicoïdaux est assuré par le pivotement de la console 39 sur le bottier 32, le point de pivote-
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ment étant constitué par l'enveloppe cylindrique d'un cylindre hy- draulique 40 qui commande l'élément correcteur d'avancement et qui porte à l'avant la console 39.
Une monture cylindrique dédoublée
41 est prévue à l'extrémité supérieure du bottier 32 de façon à donner au cylindre hydraulique 40 et à la console 39 une position réglable à volonté autour de l'axe horizontal du cylindre. En outre, pour pouvoir régler la position de l'élément correcteur d'avancement 9 relativement à l'inducteur 11, la pointe 36 est fixée à l'extrémité inférieure du levier 37 de façon qu'elle puisse tourner autour de son axe horizontal, une vis de blocage
42 étant prévue pour maintenir la pointe dans la position angulaire choisie.
Du courant à haute fréquence est automatiquement envoyé dans l'inducteur au moment où l'arbre porte-pièce 14 décrit son mouvement descendant afin de faire balayer l'engrenage 12 par l'inducteur 11 quand celui-ci est engagé dans le creux délimité par les flancs voisins de deux dents adjacentes, de façon à faire subir le traitement thermique à ces deux flancs et au fond du creux compris entre ces deux flancs.
A la fin du mouvement descendant de l'arbre 14, le courant d'alimentation de l'inducteur 11 est automatiquement interrompu et l'arbre porte-pièce 14 re- monte à sa position de départ, position dans laquelle l'engrenage 12 se trouve à une hauteur supérieure à celle de l'inducteur 11, le niveau de l'inducteur étant réglé par la vis 31 qui fait monter ou descendre le dispositif à glissière 29 et l'inducteur en fonction de la largeur de la pièce traitée, de façon que des engrenages ou autres pièces de largeurs différentes puissent être traités.
Avant la mise en marche de la machine 10, la position du chariot 25 est réglée dans le sens horizontal sur la table ou taque 13 à l'aide de la vis d'entraînement 27, afin d'avoir le jeu voulu entre l'inducteur 11 d'une part et les flancs de dent et le fond du creux entre dents d'autre part.
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Quand les flancs et le fond du creux délimitant un creux entre dents ont subi le traitement thermique et que l'arbre porte- pièce 14 est revenu à sa position de départ, l'engrenage 12 est avancé de façon à amener le creux suivant en alignement en substance vertical avec l'inducteur 11 afin que les flancs et le fond de creux suivants puissent être chauffés par l'inducteur, en supposant qu'il s'agit d'engrenages droits.
Ce mouvement d'avancement est effectué par le dispositif d'avancement précité 8 (Figures 5,6 et 7) qui comprend une tringle horizontale 44 glissant dans des guides 45 solidaires d'un support 46 pouvant basculer dans un plan horizontal autour d'un pivot vertical 47, Ce pivot est porté par un support 48 (Figs. 5 et 7) pouvant aussi basculer dans le plan horizontal autour d'un pivot vertical 49 porté par une plaque support princi- pale 50 fixée au côté du disposait à glissière 29 .L'extrémité de la tringle d'avancement 44 la plus éloignée du support 46 est garnie d'une goupille en coin 51 dirigée vers l'arbre porte- pièce 14 et l'extrémité libre de cette goupille peut venir s'en- gager dans un creux de l'engrenage 12 espacé angulairement du creux aligné sur l'inducteur 11,
l'engagement se faisant en faisant tourner le support 46 dans le sens horlogique autour du pivot vertical 47 par lequel il est solidaire du support 48.
Ce mouvement de basculement du support 46 est effectué sous la commande d'un solénoïde 52 monté sur le support 48; le solénoïde est alimenté en courant électrique et à l'encontre d'un ressort de rappel, l'armature 53 du solénoïde venant bùter contre une face d'extrémité inclinée d'un ergot 54 faisant saillie, et solidaire du support de façon à incliner celui-ci en agissant contre un ressort de compression 55 intercalé entre le support 46 et le support 48 et de façon que l'extrémité de la tringle 44 portant la goupille 51 fasse un mouvement rentrant afin que la goupille s'engage dans un creux'de l'engrenage 12.
Une fois la goupille engagée, la tringle 44 est déplacée longitudinalement dans le guide 45 tangentiellement à l'engrenage 12 de façon à
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faire avancer celui-ci d'un creux de dent sous l'effet d'un cy- lindre hydraulique 56 porté aussi par le support 46.
Le piston 57 du cylindre hydraulique 56 actionne une tige de piston 58 à l'encontre d'un ressort de compression 59, l'extrémité libre de la tige de piston étant accouplée à la tringle
44 par un tirant 60 fixé de façon réglable à la tringle à l'aide d'une vis de réglage 61. La tringle 44' est maintenue normalement par le ressort 59 dans la position rentrée représentée à la Figure
6 et l'avancement pas à pas de l'engrenage 12 s'effectue par ad- mission périodique de fluide sous pression sur la face du piston
57 opposé au tirant 60, de façon à faire sortir le tirant et la tringle 44.
Comme représenté en 58a (Figs. 5 et 6), la tige de piston 58 est prolongée de l'autre côté du piston 57 à l'extérieur du cylindre 56 et porte une bague de butée réglable à visser 62 qui limite le mouvement de la tige de piston en fonction du pas ,des dents de l'engrenage 12 et qui intervient aussi quand le fluide sous pression est admis dans le cylindre hydraulique 56 pour agir sur un levier basculant 63 à la limite prédéterminée de sa course.
A son tour, le levier 63 actionne un interrupteur électrique li- mite 64 qui déconnecte le solénoïde 52, en conséquence de quoi le support 42 bascule sur son pivot 47 sous l'effet du ressort 55 de manière à dégager le dispositif d'avancement de l'engrenage.
A la fin du mouvement d'avancement, la mise en place exacte du creux d'engrenage amené approximativement en coïncidence avec l'inducteur 11 est effectuée par la pointe 36 de l'élément correcteur d'avancement 9 prévu au-dessus de l'inducteur. Le levier
37, dont l'extrémité inférieure porte la pointe 36, est maintenu' normalement dans une position verticale dans laquelle la pointe 36 est' dégagée de l'engrenage 12 sous l'effet d'un ressort de com- pression 65 intercalé entre l'extrémité supérieure 37a du levier basculant autour du pivot 38 et le support 39.
L'admission du fluide sous pression dans le cylindre hydraulique de correction devancement 40 fait avancer le piston 40a de ce dernier vers la
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gauche (voir Figure 8) à l'encontre d'un ressort de compression 66, ce mouvement faisant qu'une extrémité d'une tige de piston 67 re- pousse l'extrémité inférieure du levier 37 vers l'extérieur et amène la pointe 36 dans le creux d'engrenage, l'engagement de la pointe 36 faisant tourner légèrement l'engrenage 12 sur l'axe 24 de l'arbre porte-pièce 14 jusqu'à ce que le creux se trouve en coïncidence exacte avec la pointe dont la forme épouse avec précision la forme du creux délimité par les flancs de dent.
Ceci assure que le creux se trouve en coïncidence exacte avec l'inducteur 11 qui balaye donc symétriquement l'espace compris entre les deux dents. Le mouvement de la tige de piston 67 est limité par.un collier de butée 68 monté sur la tige.
A la fin de l'opération de correction d'avancement, 3'engrenage 12 est fermement fixé sur l'arbre porte-pièce 14 sous l'effet d'un dispositif de serrage à commande hydraulique associé à l'arbre porte-pièce. Comme les Figs. 1 et 2 le montrent, l'alésage axial 69 de l'arbre 14 contient une tringle de blocage 70 pouvant glisser à l'intérieur de l'arbre et portant à son extrémité inférieure le piston 71 d'un cylindre hydraulique de serrage 72 concentrique à et fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre porte-pièce 14. L'extrémité supérieure de la tringle de blocale 70 passe à travers un trou central pratiqué dans l'axe 24 sur lequel l'engrenage 12 est nionté, celui-ci étant pourvu d'une rainure annulaire pouvant recevoir un collier rapporté 73 en forme de U, pouvant venir s'appliquer sur l'engrenage.
L'admission de fluide sous pression dans la partie supérieure du cylindre 72 provoque la descente du piston 71 et de la tringle de blocage 70 relativement à l'arbre porte-pièce 14 de façon à serrer fermement l'engrenage 12 et l'axe 24 sur l'arbre porte-pièce. Quand le fluide sous pression est lâché du cylindre, la tringle de blocage remonte sous l'effet du ressort de compression 74 et libère l'en- grenage qui redevient libre et peut à nouveau tourner sur l'arbre porte-pièce.
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Afin que la Machine 10 puisse traiter thermiquement des engrenages de rayons différents, la console 48 portant le support
46 de la. tringle devancement et tous les dispositifs nécessaires à l'avancement peut être déplacée dans le plan horizontal de façon à rapprocher ou éloigner la tringle 44 portant la goupille 51 de l'arbre porte-pièce 14. Ce réglage s'obtient en faisant basculer la console 48 autour du pivot vertical 49, un appendice rainuré courbe
48a et un ensemble vis et écrou de serrage 75 portés par la plaque
50 étant prévu pour bloquer la console dans la position choisie.
Dans la position en traits pleins représentée à la Fig. 6, le dispositif d'avancement agit sur un engrenage 12 relativement grand, tandis que dans la position en traits interrompus le dispositif devanceront agit sur un engrenage relativement plus petit 12a.
En utilisant une combinaison de circuits de commandes électrique et hydraulique, le cycle complet de traitement thermique de la machine 10 peut s'effectuer automatiquement, la seule opé- ration manuelle consistant à enfoncer un bouton de mise en marche, une fois l'engrenage 12 monté sur 1-'arbre porte-pièce 14. L'engrenage 12 est placé sur un ae correspondant 24 prévu à l'extrémité supé- rieure de l'arbre porte-pièce, t l'élément correcteur devancent
9 est déplacé manuellement de façon à amener un creux de 1'engrenage en coïncidence exacte avec l'inducteur 11.
L'interrupteur de démarrage met en fonctionnement une série de commandes automatiques prévues pour le cycle d'opérations de la machine, comprenant le serrage de la pièce à traiter, le rapprochement de la pièce de l'inducteur, le déplacement de la pièce par rapport à l'inductuer à une vitesse constante ou variable, le retour de la pièce à sa position de départ, le desserrage de la pièces, l'avancement pas à pas, la correction de l'avancement pas à pas et le resserrage de la pièce pour un nouveau cycle d'opérations.
Dans la machine considérée, les diverses opérations sontprincipalement commandées par les mouvements de l'arbre porte-pièce 14
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et du dispositif d'avancer'lent 8 dont les différertes commandes sont conditionnées et liées entre elles de façon à obtenir la suite voulue d'opérations des différentes pièces mécaniques, l'alimentation en énergie hydraulique et en énergie électrique durant le traitement thernique, avec arrêt complet de la,machine après traitement ther- mique du dernier creux de l'engrenage 12.
Les déplacements verticaux de l'arbre porte-pièce 14 sont obtenus automatiquement par admission périodique de fluide sous pression dans le cylindre hydraulique 16. Du fluide sous pression est de même admis périodiquement dans le cylindre de ser- rage 72 de façon que la tringle de blocage 70 effectue ces opérations successives. L'équipement hydraulique utilisé à cet effet est repré- senté schématiquement à la Fig.11 et est décrit plus loin en détail.
Les différents clapets de commande des mouvements de l'arbre porte- pièce 14 et de la tringle de blocage 70 sont actionnés par solénolde et leurs circuits de commande sont conditionnés et arrangés de façon à répondre aux déplacements verticaux de l'arbre porte-pièce. Le mouvement de l'arbre porte-pièce 14 est commandé par le coulisseau 19 qui est pourvu latéralement d'un plateau d'encliquetage 76 portant plusieurs réglettes de déclenchement réglables 77, 78, 79 et 80 prévues, de préférence, dans des plans différents (voir Figure 4).
Une console 81 en forme de L, solidaire du cadre 22, porte un support associé à des interrupteurs limites ou de fin de course 82, 83 fai- sant partie des circuits de commande. Un support 84 fixé à l'extré- mité inférieure du cylindre hydraulique 16 porte des interrupteurs de fin de course 85, 86 aussi commandés par les mouvements du coulisseau 19. La tringle de guidage 20a est prolongée vers le haut au-dessus du coulisseau, comme représenté en 20b, et sert de support à un cliquet d'arrêt-réglable 87,tandis que l'interrupteur de fin de course 86 est actionné par une vis de butée réglable 88 solidaire du coulisseau 19.
Les interrupteurs de fin de course précités remplissent les rôles suivants :
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- 82, actionné par la réglette de commande 78, déter- mine le moment auquel le courant haute fréquence est envoyé dans l'inducteur 11.
- 83, actionne par la réglette de commande 80, détermine le moment auquel le courant envoyé dans l'inducteur
11 est interrompu.
- 85, actionné par le cliquet d'arrêt 87, détermine le point où le sens du mouvement de l'arbre porte-pièce
14 est renversé.
- 86, actionné par la. vis de butée 88, détermine le début des cycles d'avancement et de correction davan- cement à la fin de la remontée de l'arbre porte- pièce 14.
Dans l'équipement hydraulique représenté schématique- ment à la Figure 11, un moteur 89 actionne une pompe 90 qui reçoit un liquide, de préférence de l'huile, d'un réservoir 91 et envoie ce liquide dans la enduite à haute pression 92. Cette conduite 92 contient une soupape d'échappement à haute pression 93 servant à dériver le fluide quand on atteint une pression prédéterninée.
La conduite 92 se divise en trois dérivations 94, 95, 96, la déri- vation, 96 étant reliée au cylindre de commande de balayage 16 ,la dérivation 95 au cylindre de serrage 72, et la dérivation 94 au cylindre d'avancement 56 et au cylindre de correction d'avance- ment 40.
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La conduite 94 aboutit en premier lieu à un clapet à quatre directions 97, commandé par solénoïde qui, lorsqu'il est amené vers la droite (voir Figure 11) par excitation d'un solénoïde 98, envoie le fluide sous pression dans les conduites 99 et 100.
La conduite 99 colique directement avec l'arrière du cylindre devancement 65 et fait avancer le piston 57 dans le sens aller de la course d'avancement. La conduite 100 communique avec un
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clapet à temps 101 et de là, parla conduite 102 avec l'arrière du cylindre hydraulique de correction d'avancement 40 dont le piston 40a avance et localise avec précision le creux d'engrerage à traiter. Le clapet à temps 101 sert à retarder la mise en action du mécanisme de correction d'avancement jusqu'au momrt où l'opération d'avancement a été effectuée sous la commande du cy- lindre 56.
Le clapet à temps 101 peut faire partie du clepet 97 ou bien il peut constituer un clapet sépare comme représentée le retard de réponse du clapet 101 étant ainsi régalble à volonté.
Quand le clapet principal 97 est amené en position d'évacuation, le fluide contenu dans la conduite 102 passe par un clapet de re- tenue 103 dans la conduite 100 et, de là, par le clapet 97, dans un réservoir 104. Le fluide revenant du cylindre d'avancement 56 passe aussi par le clapet 97 pour aller au réservoir 104.
Circuit de serrage de la piéce à traiter.
La dérivation à haute pression 95 communique avec un clapet 105 commandé par solénoïde 106 et de là, via une conduite 107 avec l'extrémité du cylindre de serrage 72. La conduite 107 contient un interrupteur à pression 108 relié électriquement au circuit de commande du solénöïde 98 de façon à déconnecter celui-ci une fois que la pièce est serrée et servant à rendre tous les autres circuits inopérants aussi longtemps que l'engrenage 12 n'est pas serré et que la pression est insuffisante dans l'instal- lation hydraulique. Le clapet 103 est amené en position de serrage par le solénolde 106 et en position de desserrage représentée à la Fig.11, par la pression d'un ressort.
Cireuit de balayage.
La troisième dérivation 96 communique avec un clepet marche-arrêt 109 actionné par.un solénoïde 110 et de là via une conduite 111 avec un clapet sélecteur de commande de direction 112 actionné par un solénoïde 113. Ce solénolde est alimenté par l'in- terrupteur à pression 108 quand 1'engrenage 12 est serré et, dans ce cas., le clapet de direction 112 est amené de la position repré-
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sentie à la Figure 11 dans la position de droite, le fluide sous pression étant envoyé du clapet par la conduire 114 à un clapet à temps 115 et de là, après un Moment détermine, par une conduite
116 à un clapet sélecteur de vitesse 117.
Le fluide qui traverse le clapet 117 arrive par la conduite 118 à la partie supérieure du cylindre de balayage 16 et imprime un mouvement de descente à l'ar- bre porte-pièce 14.
Pendant la descente du piston 17 dans le cylindre 16 , l'huile sort de l'extrémité inférieure du cylindre par la conduite 119 et une soupape d'échappement 120. De celle-ci, le fluide passe dans la conduite 121 et dans un clapet de retenue commandé à distance et répondant à la pression régnant dans la conduite Ils par la liaison 118a, et de là par la conduite 123 et le clapet inverseur 112 dans le réservoir. A la fin de la course descendante, l'interrupteur fin de course 85 est actionné par le cliquet d'arrêt
87 et le solénoïde 113 est déconnecté, le clapet 112 revenant à sa position normale sous l'effet du ressort.
Dans la position nor- male, la pression est supprimée dans la partie supérieure du cylin- dre 16 et le clapet de retenue 122 se ferme..Cependant, le fait d'amener le clapet de commande de direction 112 dans sa position normale fait communiquer la conduite à haute pression 111 avec la conduite 123 et le clapet de retenue 122 s'ouvre de façon à laisser passer le fluide sous pression dans la partie inférieure du cy- lindre 16 via la conduite 124, le clapet de retenue 125 et la conduite 119, et il s'en suit que le piston 17 et l'arbre porte- Pièce 14 y relié remontent. Ce mouvement ascendant s'arrête quand le piston atteint le fond du cylindre. L'huile sortant de la partie supérieure du cylindre 16 retourne au réservoir par les conduites 118, 126, le clapet de retenue 127 et le clapet 117.
Quand l'arbre porte-pièce 14 atteint sa position extrême supérieure, l'interrupteur de fin de course 86 est actionné par la vis de commande 88 de façon à déconnecter le solénoïde 106
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du clapet 105, et celui-ci reprend sa position normale dans la- quelle l'huile sort de la partie supérieure du cylindre de serrage
72 et retourne au réservoir. Le ressort 74 du cylindre 72 fait re- monter la tringle de blocage 70 qui reprend sa position de des- serrage de la pièce.
L'interrupteur fin de course 86 ferme,, par une autre paire de contacts, un circuit électrique qui alimente le solénoïde
52 et fait rentrer la tringle d'avancement 44 de façon que la goupille 51 s'engage dans un creux de l'engrenage 12. Quand la tringle 44 est arrivée dans sa position de travail, elle touche, par une patte 29 (voir Figures 5 et 6), un interrupteur de fin de course 130 qui ferme un circuit électrique alimentant le solénoïde
98 qui commande le clapet 97 et le fluide sous pression est envoyé dans le cylindre 56 pour effectuer le mouvement d'avancement par la tringle 44. En même temps, le fluide sous pression est envoyé dans le clapet à temps 101 et, après un temps déterminé suffisant pour que l'opération d'avancement soit terminée et la pression ait atteint la valeur voulue,
le fluide traverse le clapet 101 et pénètre dans le cylindre de correction d'avancement 40 de façon à engager le levier 37 et la pointe 36 dans un creux de l'engre- nage 12.
A la fin du mouvement d'avancement aller de la tringle 44 l'interrupteur de fin de course 64 est actionné comme déjà décrit de façon à déconnecter le solénoïde 52 et la tringle 44 et la goupille 51 basculent vers l'extérieur sous l'effet de la pression du ressort de façon à se dégager de l'engrenage 12. Quand la pointe 36 de l'élément correcteur d'avancement 9 atteint sa position de fin de course, son extrémité supérieure 37a actionne un inter- rupteur de fin de course 131 qui alimente le solénolde 106, celui-ci actionnant le clapet 105 qui envoie le fluide sous pression dans la partie supérieure du cylindre de serrage 72, et l'engrenage 12, qui vient d'être avancé et localisé avec précision, est fermement serré sur l'arbre porte-pièce 14.
Des contacts dans
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le circuit du solénoïde 52 s'ouvrent simultanément pour dégager la tringle devancement 44 pendant le serrage de la pièce.
Quand la pression dans le cylindre de serrage 72 a atteint une valeur suffisante pour actionner l'interrupteur à pression 108, celui-ci se ferme et actionne un relais qui dé- connecte le solénoïde 99 du clapet 97, -ce qui a pour résultat de rappeler les piston des cylindres 40 et 56 sous l'effet des res- sorts. Du courant électrique est envoyé simultanément dans le solénoïde 113 du clapet 113 qui envoie le fluide- sous pression dans la partie supérieure du cylindre 16 de façon à faire descendre l'arbre porte-pièce 14.
Durant la descente de l'arbre porte-pièce 14, la ré- glette de commande 78 portée par le coulisseau 19 touche et ferme l'interrupteur de fin de course 82 de façon à actionner un relais qui fait envoyer du courant à haute fréquence dans 1 inducteur 11 pendant que l'engrenage 12 est balayé par celui-ci. Quand l'arbre porte-pièce 14 approche de la fin de sa course descendante, la ré- glette de commande 80 vient en contact avec l'interrupteur de fin de course 83 et celui-ci actionne un relais qui interrompt le courant à gaute fréquence envoyé dans l'inducteur. En continuant à descendre, l'arbre porte-pièce 14 fait actionner l'interrupteur de fin de course 85 par le cliauet d'arrêt 87 de façon à faire remonter l'arbre porte-pièce.
Vers la fin de la remontée de l'arbre porte-pièce 14, la vis 88 touche l'interrupteur de fin de course 86 de façon à interrompre le courant employé dans le solénoïde 106 du clapet 105, et $celui-ci reprend sa position normale de façon à permettre à l'huile de vider le cylindre de ser- rage 72 et à l'engrenage 12 d'être libéré.
L'actionnement de l'in- terrupteur de fin de course 86 provoque aussi la fermeture de contacts envoyât du courant dans le solénoïde 52 de la triple d'avance@ent 44 et celle-ci est rappelée en vue d'une nouvelle opération d'avancement, le cycle de traitement thermique se répé- tent automatiquement autant de fois qu'il le .faut pour que toutes les dents de l'engrenage aient été traitées.
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Les réglettes de commande 77, 78, 79, 80 et le cliquet d'arrêt 87 sont réglables verticalement par rapport à l'arbre porte-pièce 14 de façon à pouvoir régler le déplacement vertical de l'arbre et les moments où le courant haute fréquence est envoya dans l'inducteur 11 et interrompu, afin d'adapter l'équi- pemen à la largeur des dents de l'engrenage traité. Si on le désire, des moyens peuvent être prévus pour varier automatiquement l'importance du courant il haute fréquence envoyé dans l'inducteur ou la vitesse du mouvement de balayage durant la -Bourse descendante ou de chauffage de l'arbre porte-pièce, de façon à donner à l'en- grenage 12 la figure de'pénétration de chaleur désirée.
Les moyens utilisés à cet effet peuvent être, par exemple, ceux décrits dans la demande de brevet déposée ce jour au nom de la demanderesse pour "Appareil pour le traitement thermique de pièces par chauffage à induction haute fréquence".
De préférence, l'appareillage de commutation commandant automatiquement les mouvements de la mechine peut comprendre un mécanisme compteur de façon qu'après enfoncement du bouton de mise en marche, la machine puisse effectuer tout nomhre voulu de cycles de traitement thermique, afin que, dans le cas d'un engre- nage, la machine s'arrête automatiquement quand tous les creux ont ' été balayés l'un après l'autre par l'inducteur 11. La trempe des flancs de dents de l'engrenage chauffés par l'inducteur se fait à l'aide d'un dispositif de trempe voisin de l'inducteur et diri- geant un jet de liquide de trempe sur les flancs chauffés.
Ce dispo- sitif de trempe peut consister en un ajutage prévu sous l'inducteur et dirigeant un jet de réfrigérant sur le creux qui vient d'être chauffé par l'inducteur. Des jets latéraux peuvent aussi être prévus pour les flancs extérieurs des dents encadrant le creux considéré, Un bassin 132 est prévu à la face supérieure de la taque 13 et re- çoit le fluide réfrigérant éjecté. Dans le cas d'utilisation d'un dispositif de trempe, la course descendante de l'arbre porte- pièce 14 est allongée de façon que l'engrage 12, après être passé devant l'inducteur 11, continue à descende jusqu'au mo@ent
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où les .flancs chauffes sont passas devant le dispositif de trempe.
Des modifications peuventêtre apportées aux circuits de commandes électrique et hydraulique de façon qu'aprs enfonce- ment du bouton de mise en marche la machine n'effectue qu'une seule course de balayage ou chauffage aller et retour, l'engrenage
12 étant avancé manuellement ou automatiquement avant chaque cours. de chauffage aller et retour. Ou bien, les circuits combines peuvent être arrangés de façon que l'actionnement d'un interrup- teur ne provoque que le mouvement vertical de l'arbre porte-pièce 14'qui s'arrête dès que l'interrupteur est relâchée le mouvement de l'arbre porte-pièce'étant ainsi commandé par l'opérateur.
De préférence, le circuit hydraulique contient un clapet de retenue assurant que l'arbre porte-pièce 14 ne descende pas de lui-même sous l'effet combiné de son poids propre et du poids de l'engre- nage)12 en l'absence de pression dans le cylindre de commande 16, par exemple quand la pompe d'alimentation d'attente est hors service. Si on le désire, on peut prévoir un contrepoids empê- chant que l'arbre porte-pièce 14 ait tendance de descendre de lui-mêe. Il va de soi que l'équipement hydraulique décrit pour- rait être remplacé par un équipement pneumatique ou un équipement électrique.
Il est à noter aussi que, si '1' engrenage est hélicoïdale le mouvement vertical de l'arbre porte-pièce doit être combiné avec un mouvement de rotation pour tenir compte de l'angle d'in- clinaison des dents. Cette combinaison d'un mouvement vertical et d'un mouvement de rotation de l'arbre porte-pièce peut être obtenue à l'aide d'un dispositif portant la référence générale 133 (voir Figure 4), ce dispositif étant décrit dans la demande de brevet déposée ce jour au nom de la Demanderesse pour "Appareil pour le traitement thermique d'engrenages hélicoïdaux par chauffage à induction hautefréquence".
Quoiqu'il soit souhaitable., pour obtenir la précision maximum, que la pointe 36 de l'élément correcteur d'avancement 9 s'engage dans le même creux d'engrenage que celui occupé par
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l'inducteur 11, il va de soi que dans le cas de certains engre- nages hélicoïdaux avec un grand pas., il peut être impossible de faire pénétrer la pointe dans le même creux que l'inducteur et, dans ce cas, la pointe est engagée dans le creux suivant ou.le deuxième creux, c'est-à-dire dans un creux aussi voisin que possi- ble de celui occupé par l'inducteur.
Si on le désire, on peut, au lieu de faire pénétrer le dispositif d'avancement $ dans un creux de la pièce traitée comme déjà décrit, le faire pénétrer dans un creux d'une pièce fictive ayant la même forme de dent et attachée à toute partie convenable de l'arbre porte-pièce 14, le dispositif d'avancement étant alors engagé dans cette pièce fictive pour effectuer l'avan- cement de l'arbre porte-pièce et de l'engrenage 12 porté par celui-ci.
L'inducteur est pourvu, de préférence, d'un noyau qui concentre le flux dans une bande étroite qui couvre l'espace occupé par les deux flancs voisins de deux dents adjacentes et le fond du creux compris entre ces deux dents. Ce noyau peut être avantageusement construit comme décrit dans le brevet anglais n 714.088 ou dans les demandes de brevets anglais n s 10404/52 ou 23857/54.
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