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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 spécialement à un procédé et un appareil pour le traitement thermique de dents situées sur une surface de cour- bure constante comme, par exemple, le pourtour d'un engrenage ou d'un secteur denté.
L'invention a pour but de permettre de localiser rapi- dement et avec précision, angulairement par rapport au centre de courbure et relativement à l'inducteur de l'appareil de chauffage par induction, une pièce à traiter, de façon que l'inducteur pénètre
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de façon parfaitement symétrique dans un creux d'engrenage ou, éventuellement, embrasse une dent ou pénètre dans, ou embrasse, deux ou un autre petit nombre de creux ou de dents, afin que les flancs du creux soient soumis à un traitement thermique identique par mouvement relatif de l'inducteur et de la pièce dans le sens axial de cette dernière, et ensuite placer la pièce dans une autre position angulaire de manière à pouvoir effectuer un autre mouvement axial relatif symétriquement par rapport au creux ou à la dent suivante.
L'invention a aussi pour but de permettre la localisa- tion relative du creux ou de la dent précités et de l'inducteur précité, aussi bien dans le cas de pièces à denture droite que dans celui de pièces à denture hélicoïdale.
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 met un élément de réglage en prise avec un flanc de dent de la pièce de façon à localiser celle-ci angulairement autour de l'axe de la dite surface par rapport à 1-'élément de réglage, on met un élément de localisation réglable en prise avec un flanc de dent de la pièce pendant que celle-ci est localisée angulairement par l'élément de réglage, et on règle 1'élément de localisation de façon qu'il soit en coïncidence précise avec le flanc de dent correspondant, on fixe l'élément de loca- lisation dans sa position réglée angulairement par rapport à la pièce,
on enlève Isolément de réglage et on le remplace par un inducteur à profil légèrement plus petit que celui de Isolément de réglage, on localise la pièce angulairement en mettant celle- ci en prise avec l'élément de localisation de façon qu'un jeu de dimensions connues subsiste entre l'inducteur et le flanc de dent correspondant, et on effectue un mouvement relatif entre l'inducteur et la pièce de façon que le flanc de dent soit balayé par l'inducteur dans une direction axiale relativement à la pièce.
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!J'appareil servant à l'exécution du procédé de l'inven- tion comprend un inducteur de l'appareil de chauffage par induc- tion à haute fréquence pouvant pénétrer dans un creux de la pièce et servant à chauffer au moins un des flancs desdents délimitant le creux, un support d'inducteur, un élément de localisation ré- glable pouvant attaquer la forme dentée de la pièce et s'en.
dégager de manière à localiser ce flanc de dent avec précision relativement à l'inducteur, et un élément de réglage, de même profil que l'inducteur mais légèrement plus petit, qui peut venir en contact de façon amovible avec le support à la place de l'induc- teur et vient en contact avec le flanc de dent pour localiser temporairement la pièce angulairement autour de 1-' axe de la sur- face convexe pendant qu'on règle et fixe l'élément de localisation.
La pièce peut être pourvue d'une monture sur laquelle elle peut tourner librement autour de l'axe de la surface convexe pendant que l'élément de réglage est en contact avec le flanc de -dent. Des moyens sont prévus de préférence pour effectuer un mouvement relatif entre la .suture et le support dans une direc- tion radiale par rapport à la surface convexe de façon que l'élément de réglage puisse pénetrer dans le creux entre les dents et venir en contact avec le flanc de dent.
Des moyens sont aussi prévus pour effectuer un mouvement relatif entre la monture et le support de façon que l'inducteur pénètre dans le creux et balaie le flanc de dent d'une extrémité à l'autre dans le sans axial de la surface convexe, le flanc de dent étant localisé par rapport à l'inducteur à l'aide de l'élément de locali ation avant ce mouvement de balayage.
L'élément de localisation est de préférence écarté de l'inducteur dans une direction parallèle à l'axe de la surface convexe et, quand cela convient, l'élément de localisation vient en contact avec le flanc de dent de la pièce qui est balayé et chauffé par l'induceur. Ce dernier a une forme telle, de préférence, que ses côtés épousent en substance les deux
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flancs de dent adjacents de la pièce et l'élément de localisation peut venir en contact avec ces flancs de dent adjacents. La différence de dimension entre le profil de l'inducteur et le profil de l'élément de réglage est telle que l'inducteur balaie les flancs de dent avec le jeu voulu entre les flancs et l'inducteur.
Une forme d'exécution de l'invention consistant en une machine de traitement thermique d'engrenages 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 fig, 1 est une vue de face de la machine portant un engrenage à traiter.
La fig. 2 est une vue en plan, avec arrachements, montrant un chariot à glissière portant alternativement l'induc- teur et l'élément de réglage, ainsi que l'élément de localisation.
La fig. 3 est une vue de détail:d'un dispositif à glissière à réglage vertical monté sur le chariot représenté à la? fig.2, un transformateur et son bottier,sur lequel l'induc- teur et¯1?élément de localisation sont montés, étant protés de façon pivetants.
.La fig. 4 est une vue de face du dispositfi à glissière et du boîtier représentés à la fige 3.
La fig. 5 est une autre vue des parties représentées à la fig. 4, le bottier ayant pivoté de façon à pouvoir traiter un engrenage hélicoïdal. la fig. 6 est une vue avec arrachement, d'une partie de l'avant du boîtier et montre le support de l'inducteur et de l'élément de réglage servant à la localisation de l'engre- nage pendant le réglage précis de l'élément de localisation, et
Les figs. 7 et 8 sont des vues en plan respectivement de l'élément de réglage et de le,inducteur.
Comme la fig. 1 le montre, l'appareil de traitement' thermique représenté consiste en une machine 10 pourvue d'un
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inducteur 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 d'engrenage 12 pour chauffer les flancs adjacents de deux dents successives ainsi que le fond du creux compris entre ces deux dents, l'engrenge effectuant un mouvement de descente pendant que le courant haute fréquence est applique à l'inducteur pour effec- tuer le traitement thermique, après quoi l'alimentation en courant de l'inducteur est interrompue et l'engrenage est remonte à sa position de départ.
Dans la machine 10 représentée, une table ou taque 13 porte une monture pour l'engrenage 12 ou autre pièce à traiter, cette monture consistant en un arbre vertical 14 pouvant glisser ou tourner dans un moyeu 15 porté par la taque ou table et pouvant monter et descendre à une vitesse imposée sous l'action d' un cylindre hydraulique 16 fixé par son extrémité supérieure à la face inférieure de la taque, le piston du cylindre étant associé à l'extrémité inférieure de l'arbre.
L'extrémité inférieure de l'arbre 14 tourne dans des coussinets fixés de façon rigide à un coulisseau à mouvement verti- cal 17, l'arbre occupant une position axiale par rapport au coulis- seau grâce à la présente des coussinets. Une partie en saillie du coulisseau est fixée à l'éternité inférieure de la tige de piston du cylindre hydraulique 16 qui commande le mouvement vertical de l'arbre porte-pièce ou monture 14, l'arbre porte-pièce 14 porte, à son extrémité supérieure, un axe 18 rapporté et interchangeable avec d'autres axes et servant à porter l'engrenage 12 de façon que ce dernier puisse tourner sur l'arbre.
Un chariot vertical ou colonne 19 est prévu à la face supérieure de la taque 13 et peut glisser sur des guides horizontaux 20 dans un sens radial par rapport à l'arbre 14 sous
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l'action d'une vis d'entraînement 21. Une paroi verticale 22 du chariot 19, faisant face à l'arbre 14, porte le dispositif à glissière à réglage vertical 23, ce dernier pouvant glisser sur un guide vertical 24 de la surface 22 sous -effet d'une comman- de par vis.
La paroi verticale du dispo@itif à glissière 23 porte un collier de forme rectangulaire 26 prévu pour un transformateur de sortie 27, Figs. 3 et 4, d'un générateur à haute fréquence, e bottier étant centré par rapport à un coussinet 28 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 toutes directions angulaires à l'aide de boulons de serrage 29.
La paroi avant 62 a du bottier porte l'inducteur 11 de l'appareil de chauffage à haute fréquence de façon que l'inducteur fasse saillie dans le sens horizontal vers l'arbre porte-pèce 14. Les moyens de fixation de l'inducteur Il au boî- tier 26 sont tels que l'inducteur peut être facilement détaché du bottier et remplacé par un élément de réglage pendant l'opéra- tion de réglage de la machine 10.
Afin que ces remplacements puissent se faire, la paroi avant 26a du bottier est pourvue de moyens de localisation qui, dans l'exemple donné, consistent en des guides parallèles 30 entre lesquels l'inducteur 11 est localisé et fixé, Fig. 6.
Comme la fig. 7 le montre, l'élément de réglage 31 permettant une localisation initiale précise de l'engrenage 12 par rapport 4 l'inducteur Il., a la forme d'un inducteur "postiche". L'élément de réglage ou inducteur postiche 31 et l'inducteur de chauffage 11 sont construits avec des montures 32 identiques à tous les points de vue de façon qu'elles soient interchangeables sur la paroi avant 26a du bottier. La partie 31a de l'Inducteur artificiel 31 qui pénètre dans le creux 33 de l'engrenage 12 est construite de façon à avoir un profil semblable à celui de l'inducteur 11, mais de dimensions plus grandes, de façon à inclure le jeu prévu entre l'inducteur d'une part et les flancs et le fond du
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creux d'autre part.
Il est à remarquer que, lorsque l'inducteur artificiel
31 est monte sur le boîtier 26 et que celui-ci est réglé horizon- talement à l'aide de la vis de réglage 21 de façon à amener l' inducteur postiche en contact avec les flancs du creux 33, le remplacement subséquent de l'inducteur postiche par l'inducteur de chauffage 11 permet à ce dernier de disposer automatiquement du jeu nécessaire autour du nez de l'inducteur, comme répré- sente à la fig. 8. Durant la mise en contact initiale de l'inducteur postiche' 31 avec l'engrenage 12 ce dernier est libre de tourner autour de l'axe de l'arbre porte-pièce 14 de façon que l'engrenage puisse se localiser angulairement par rapport à l'inducteur postiche.
Après l'opération de réglage, l'engrenage est fixé sur l'arbre porte-pièce 14 à l'aide d'une tringle de blocage
34 et une rondelle de serrage 35.
Au-dessus de l'inducteur 11 se trouve l'élément de localisation précité 36 qui consiste en une pointe effilée 37 portée par l'extrémité inférieure d'un levier en substance vertical 38 pivotant à son extrémité supérieure sur un pivot 39 porté par une console 40 prévue à l'extrémité supérieure du boîtier
26. La pointe effilée 37 a en substance une forme en V defaçon à pouvoir venir en contact avec les flancs adjacents de deux dents successives de l'engrenage 12. La position relative de la pointe 37 de l'élément de localisation 36 'par rapport à l'inducteur 11 tangentiellementà l'engrenage 12 dépend du genre de dents de celui-ci.
Par exemple, s'il s'agit d'un engrenage droit, la pointe 37 de l'élément de localisation 36 est disposée à la verticale au-dessus de l'inducteur Il., cornue la fig . 4 le montre, alors que, s'il s'agit d'un engrenage hélicoïdal, la pointe est décalée horizontalement dans l'un ou dans l'autre sens par rapport au plan de symétrie vertical de l'inducteur, comme la fige 5 le montre,l'importance du décalage dépendant de l'angle d'inclinaison des dents et de la distance, dans le sens vertical, entre la pointe 37 de l'élément de localisation et de l'inducteur.
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Pour que la machine 10 puisse être employée avec des engrenages ou autres pièces de l'un ou de l'autre genre, la pointe 37 de Isolement de localisation et l'inducteur 11 peuvent donc être déplacés horizontalement de façon à adapter le décalage horizontal à la forme particulière de dents de la pièce traitée.
Pour faire entrer la pointe 37 de l'élément de locali- sation 36 dans le creux de l'engrenage 12, le levier 38, dont l'extrémité inférieure est garnie de la pointe, doit être bas- culé vers l'extérieur autour du pivot 39. Le levier 38 est nor- malement maintenu dans une position verticale dans laquelle la pointe 37 est dégagée de l'engrenage 12 par un ressort de compres- sion 41, intercalé entre une extrémité supérieure 38a du levier au-dessus du pivot 39 et la cor sole 40. Un cylindre hydraulique 42 monté de façon à tourner dansan support cylindrique creux 43 solidaire de la face supérieure du boîtier 26, sert ±. amener la pointe 37 en contact avec le creux d'engrenage.
Le piston 44 du cylindre hydraulique est normalement rappelé vers la droite (voir fig. 3) par un ressort de compression 45 enfilé sur une tige de piston 46. L'admission de fluide sous pression dans la partie du cylindre hydraulique 42 éloignée du ressort 45. fait se déplacer le piston 44 vers la gauche (voir fig. 3) ce. mouvement faisant que l'extrémité extérieure de la tige de piston 46 repousse l'extrémité inférieure du levier 38 vers l'extérieur et amené la pointe 37 dans le creux d'engrenage.
Pour effectuer l'opération de réglage dans le cas du traitement thermique d'un engrenage à denture droite, le boîtier 26 est placé verticalement comme représenté à la Fig. 4 et l'inducteur Il est enlevé de la paroi avant du boîtier et remplacé entre les guides 30, par l'inducteur postiche 31. On règle verticalement le dispositif à glissière 23 de façon que l'induc- teur postiche 31 et la pointe 37 qui le surplombe se trouvent de- vant le creux 33 de l'engrenage 12, c'est-à-dire en dedans de
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l'épaisseur de l'engreage. Avec l'élément de localisation 36 en position de retraite la pointe37 estarrangée de façon ?et se trou- ver plus loin de 1-'axe de l'arbre porte-pièce 14 que le nez 31a de l'inducteur postiche.
On règle horizontalement la position du chariot 19 sur la taque 13 de façon que le nez 31a de l'inducteur postiche pénètre dans et remplisse le creux 33 de 1-'engrenage;, comme représente à la fig. 7, l'inducteur artificiel bloquant ainsi l'engrenage angulairement sur l'arbre porte- pièce 14.
On règle ensuite horizontalement, c'est-à-dire transversalement par rapport au boîtier 26, l'élément de loca- lisation 36 à l'aide de dispositifs qui seront décrits plus loin, et on fait pénétrer l'élément de localisation dans le creux 33 dans lequel le nez 3'la de l'inducteur postiche pénètre, et on fixe Isolément de localisation dans sa position réglée.
Comme précitée les dimensions de l'inducteur postiche
31 sont telles relativement à celles de l'inducteur 11 que, avec le chariot 19 dans sa position de réglage, lorsque l'inducteur postiche est remplacé par l'inducteur, ce dernier est disposé symétriquement dans le creux 33 avec le jeu voulu entre les cotés et le devant de l' inducteur d'une part, et lesflancs et le fond de creux d'autre part du creux localisé par l'inducteur pos- tiche. Les dimensions de la pointe 37 de l'élément de locali- sati on 36, qui a en substance un profil en V, sont telles que.
lorsque la pointe pénètre horizontalement dans le creux 33, ses paroisverticales fassent contact avec les flancs de dent déli- mitant le creux considéré et le réglage horizontal définitif de l'élément de localisation est obtenu quand celui-ci est danssa position avancée.
Quand l' élément de localisation 36 a été réglé et bloqué dans sa position de réglage, on le retire et le chariot 19 est déplacé vers l'extérieur sur le.,; quides 20, ou bien Marbre porte-pièce 14 est descendu, de facon à pouvoir retirer l'induc-
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teur postiche 31 de la paroi avant 26a du boîtier etle rempla@@@ par l'inducteur 11.
La machine est ainsi prête à fon@tionner, l'arbre porte-pièce 14 étant remonté de façon à localiser un creux de l'engrenage 12 en faisant pénétrer la pointe 37 de l'élément de localisation, après quoi l'engrenage est fixé en position sur l'arbre porte-pièce à l'aide de la tringle de blocage 34. Après blocage de l'engrenage 12, l'arbre porte-pièce 14 est descendu de façon que l'inducteur 11 balaie le creux à traiter. Un dispositif d'avancement,portant la référence générale 47 à la fig. 2, peut être prévu de façon que les flancs de toutes les dents soient traité's thermiquement pas à pas l'un après l'autre, la localisation définitive et précise de chaque creux étant réali- sée après l'avancement en faisant pénétrer la pointe 37 de l'élément de localisation dans le creux.
Il est à remarquer que la position de la pointe 37 de l'élément de localisation relativement à l'inducteur 11 tangentiellement à l'engrenage 12 dépend du genre de dents de celui-ci. Si les dents sont droites, la pointe 37 de l'élément de localisation est placée à la verticale au-dessus de l'inducteur comme déjà décrit, tandis que, si la denture est hélicoïdale, la pointe est espacée horizontalement de l'un ou de l'autre côté par rapport au plan de symétrie verticalde l'inducteur 11, l'im- portance du décalage et aussi le réglage angulaire de l'élément de localisation dans le plan vertical dépendant de l'angle de l'inclinaison des dents et de la distance, dans le sens vertical, entre la pointe et l'inducteur.
Le décalage horizontal et le réglage angulaire de l'élément de localisation 36 se font en dévissant les boulons de serrage 29 et en faisant basculer le bottier 26 autour du coussinet 28, le boîtier étant représenté dans une position incli- née à la fig. 5. Les réglages supplémentaires horizontal et angulaire de l'élément de localisation 36 servant à l'adaptation
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Le support cylindrique dédoublé 43 est pourvu, de boulons de serrage 48 qui peuvent être dévisses pour le réglage angulaire du cylindre
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hydraulic!Ec 4.2 et de la console 40 et pour permettre le bascule- ment voulu de CCl1:c-c::. autour de l'axe horizontal du cylindre.
A ces possibilités de réglage d,0. 3.'él<sn4ent de 'Localisation 36 par rapport à. l?induc<oeiz* 11 s "'ajoute la rotation autour d'un axe horizontal de la pointe 37 fixée à !-'extrémité inférieure du levier 38, une vis de blocage 48 étant prévue pour bloquer la pointe
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dans la position anglirc choisie.
Pour permettre le traitement thermique d'engrenages hélicoïdaux, des moyens sont prévus pour combiner un mouvement de rotation de l'arbre porte-pièce avec son mouvement vertical.
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