Brevet FR2584421A1 — publié le 19870109

i 2584421 La présente invention se rapporte à une machine automatique pour la trempe par induction de parties d'ob- jets métalliques, en particulier de parties de patins de chenilles, du type comprenant une structure fixe, des moyens inducteurs, des moyens transporteurs pas-à-pas servant à transporter les objets, et des moyens de re- froidissement rapide servant à refroidir les objets en aval des moyens inducteurs. Une machine du type indiqué ci-dessus qui est déjà connue permet de tremper des objets qui sont identi- ques entre eux, tout changement de forme ou de dimen- sions des objets nécessitant l'arrêt de la machine, le remplacement des moyens inducteurs et le réglage manuel des distances entre les moyens inducteurs et les objets, pour assurer une trempe efficace des objets. Ces régla- ges manuels alors que la machine est arrêtée exigent de longs temps d'interruption et entraînent une chute consé- cutive de la productivité. Le but de la présente invention est de réaliser une machine automatique de trempe par induction de par- ties d'objets métalliques qui ne présente pas ces incon- vénients et qui soit en même temps simple et peu coûteu- se à utiliser. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que les moyens inducteurs sont supportés par un chassis qui peut se déplacer dans deux directions dans un plan horizontal au-dessus des parties des objets à tremper et que la machine comprend en outre des moyens servant à déplacer le chassis en translation alternative dans les deux directions de manière à imprimer aux moyens inducteurs un mouvement sensiblement circulaire dans un plan horizontal au-dessus des parties des objets qu'il s'agit de tremper, et des moyens servant à dépla- cer le chassis dans la direction verticale pour permet- tre de régler la distance verticale séparant les objets des moyens inducteurs. 2 2584421 Grâce à cette caractéristique, il est possible de tremper par induction des objets de différentes dimen- sions sans changer les inducteurs et sans avoir à régler la machine pour assurer efficacement le chauffage par in- duction des objets. En effet, avec un même type d'induc- teur pouvant décrire un mouvement sensiblement circulai- re dans un plan horizontal, commandé par la machine, il est possible de chauffer efficacement des objets possé- dant des formes sensiblement- identiques mais des dimen- sions différentes comme, par exemple, les patins de che- nilles pour engins de terrassement, qui existent dans une large gamme de dimensions mais en conservant sensi- blement la même configuration. Selon une autre caractéristique, la machine com- prend en outre des moyens servant à centrer et brider au- tomatiquement les objets au droit des inducteurs, ces moyens pouvant être programmés en fonction de la forme et des dimensions des objets à tremper. Ces moyens permettent le centrage automatique des objets au droit des inducteurs et un blocage effica- ce de ces objets, de manière à éviter les déplacements relatifs entre les objets et les inducteurs pendant le chauffage par induction, qui pourraient éventuellement se traduire par une profondeur de trempe inadéquate. Selon une autre caractéristique, les moyens d'entratnement du châssis comprennent des moyens servant à régler la course du châssis dans chacune des deux di- rections, ces moyens pouvant être programmés en fonction de la forme et des dimensions des objets à tremper. - De cette façon, il est possible de régler la ma- chine pour tremper des objets possédant différentes di- mensions, d'une façon simple et rapide à l'aide d'un sim- ple terminal de commande. D'autres avantages et caractéristiques de la ma- chine selon l'invention apparattront au cours de la des- cription qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est une vue de côté de la machine; la figure 2 est une vue en plan de la machine; la figure 3 est une vue prise dans la direction III de la figure 1; la figure 4 est une perspective du dispositif d'alimentation de la machine; la figure 5 est une vue en perspective éclatée du dispositif de commande du mouvement oscillant des moyens inducteurs; la figure 6 est une vue schématique en perspective des moyens inducteurs et de leur alimentation; la figure 7 est une vue schématique en plan des moyens servant à centrer et à bloquer l'objet, pour un c8té de la machine; la figure 8 est une vue en coupe prise selon la ligne IX-IX de la figure 7; la figure 9 est une vue analogue à la figure 8, sur laquelle l'organe de blocage est représenté dans sa configuration active. Sur les dessins, on a indiqué en 10 une machine automatique pour la trempe par induction de patins de chenilles pour véhicules à chenilles. Ainsi qu'il est bien connu, les patins de chenilles doivent être trempés sur leur face arrière, dans les parties qui glisseront sur la roue de tension de la chenille, sur le barbotin d'entratnement et sur les galets d'appui. La machine 10 comprend une zone d'alimentation 12, une -zone de chauffage par induction 14 et une zone de refroidissement rapide ou de trempe 16. La zone d'alimentation 12, représentée en dé- tail sur les figures 4 et 5, comprend deux goulottes 17 constituées par des rouleaux fous 18 sur lesquels des pa- tins de chenilles de droite et de gauche, indiqués re- spectivement par D et S, sont acheminés par gravité. Les patins D et S passent des goulottes 17 à une paire de transporteurs 20 à rouleaux freinés qui sont disposes cô- te-à-côte, et guidés latéralement par des guides fixes 22 et par des guides mobiles 24. La distance entre les guides 22 et 24, indiquée en d sur la figure 5, peut être réglée au moyen d'un dispositif à vis et écrou 26 actionné par un moteur-réducteur 30, par l'intermédiaire d'une chaîne 28. Le réglage de la distance d s'effectue automatiquement en fonction de l'épaisseur des patins acheminés à la machine 10. Le transporteur à rouleaux freinés 20 dispose les patins D et S en files de manière qu'ils butent l'un contre l'autre ainsi que contre des moyens de butée 21 agencés pour assurer l'acheminement simultané d'une pai- re de patins D et S à la zone de chauffage 14. Le trans- fert des patins D et S de la zone d'alimentation 12 à la zone de chauffage par induction 14 est exécuté au moyen d'un organe preneur 32 d'un type connu, disposé pour transférer simultanément deux patins de la zone d'alimen- tation 12 à un transporteur à plaques 33 situé dans la zone de chauffage 14 et dans la zone de refroidissement 16. Le transporteur à plaques 33 avance par pas, en pha- se avec le mouvement de l'organe preneur 32 et il est supporté par une structure fixe 34 de la machine 10. La structure 34 comprend quatre colonnes verti- cales 35 le long desquelles un châssis 36 peut coulis- ser. Le chassis coulissant 36 (figure 5) est d'une forme en plan rectangulaire et il est muni de guides 37 qui lui permettent de coulisser sur les colonnes 35. A leurs extrémités supérieures, les colonnes 35 sont fixées à un châssis fixe 38 sur lequel est monté un moteur-réducteur 39 servant à commander le mouvement de translation verti- cale du châssis coulissant 36 sur les colonnes 35. La transmission du mouvement du moteur-réducteur 39 au châs- sis 36 est d'un type connu en soi et ne sera donc pas dé- crite. Le chassis 36 possède des barres de guidage cy- lindriques à section circulaire 40, disposées transversa- lement à la direction de l'avance du transporteur à pla- 2584421 ques 33 et fixées à ce châssis en 41. Au-dessus du châs- sis 36, se trouve un premier châssis auxiliaire 42 sup- porté libre en coulissement par les barres 40 du châssis 36, par l'intermédiaire de galets de guidage et de por- tée 43. Les galets 43 sont tourillonnés sur des pattes 49 du châssis auxiliaire 42. Il est donc évident que, grâce aux galets 43 et aux guides 40, le châssis auxi- liaire 42 peut coulisser transversalement à la direction d'avance du transporteur à plaques 33. Le châssis auxiliaire 42 présente également des barres de guidage 44 placées dans son plan et disposées longitudinalement par rapport à la direction d'avance du transporteur à plaques 33. Au-dessous du premier châssis auxiliaire 42 et sensiblement dans le même plan que le chassis coulissant 36, se trouve un deuxième châssis auxiliaire 45 qui est supporté libre en coulissement par des barres de guidage 44, par l'intermédiaire de galets de portée et de guida- ge 46. Les galets 46 sont tourillonnés sur des pattes 48 du châssis auxiliaire 45. Il est donc visible que le deuxième châssis auxiliaire 45 peut coulisser longitudi- nalement par rapport au premier châssis auxiliaire 42 et qu'il peut aussi coulisser transversalement au châssis coulissant 36, conjointement avec le châssis auxiliaire 42. Sur le côté du châssis coulissant 36, est mon- tée, supportée par ce châssis, une unité moteur-réduc- teur à mouvement oscillant 50 qui est reliée à un méca- nisme comprenant une manivelle 51 et des bielles 52 qui sont articulées sur le premier châssis auxilaire 42 en 53. De même, une unité moteur-réducteur à mouvement os- cillant 56 est fixée au deuxième châssis auxiliaire 45 et est reliée à un mécanisme comprenant une manivelle 56 et des bielles 57 qui sont articulées en 58 sur le châs- sis auxiliaire 42. Les mécanismes à manivelle 51 et 56 sont équipés de moteurs-réducteurs, 60 et 61 respective- ment, servant au réglage automatique de la longueur du bras de manivelle et, de cette façon, au réglage automa- tique de la course de l'oscillation transversale du chas- sis auxiliaire 42 et de la course d'oscillation longitu- dinale du chassis auxiliaire 45. Le châssis auxiliaire 45 peut donc décrire un mouvement sensiblement circulaire qui résulte de la com- binaison des mouvements du châssis 42 par rapport au chassis 36 et du châssis 45 par rapport au chassis 42. Des sources d'énergie 65 sont fixées dans des compartiments respectifs 63 du chassis 45 et supportent, par l'intermédiaire de conducteurs de liaison 66, des éléments inducteurs 67 placés au-dessus du transporteur à plaques 33. De cette façon, on peut faire osciller tou- 15.tes les sources d'énergie 65 et leurs éléments induc- teurs 67 dans les directions indiquées par les flèches sur la figure 6, au moyen des unités moteurs-réducteurs à mouvement oscillant 50 et 55. La distance entre les éléments inducteurs 67 et les plaques 33a du transpor- teur à plaques 33 peut être réglée par le déplacement vertical du châssis 36 commandé par le moteur-réducteur 39. En aval des éléments inducteurs 67, dans la zo- ne de refroidissement ou de trempe 16, sont prévues des rampes de refroidissement 68 qui sont supportées par le chassis coulissant 36. En aval du transporteur à plaques 33, se trouve un plan incliné 70 sur lequel les patins trempés glissent par gravité pour sortir de la machine 10. Latéralement au transporteur à plaques 33 et de part et d'autre de ce transporteur, sont disposés des moyens 72 destinés à centrer et brider les patins sur les pla- ques 33a au droit des éléments inducteurs 67. Les moyens 72 comprennent des outils de centrage de droite et de gauche (pour un observateur placé à côté du transporteur 33) 73 et 74 respectivement, qui peuvent décrire un mou- vement transversal d'approche, lequel peut être program- mé en fonction des dimensions des patins D et S, et un mouvement longitudinal servant à saisir les patins. Les outils de centrage 73 et 74 sont en forme de V pour atta- quer les extrémités des patins et ils sont reliés à des tiges respectives 75 et 76, lesquelles sont commandées en mouvement transversal, par exemple, par des action- neurs à fluide sous pression (non représentés) possédant une course fixe. Pour régler la position de centrage transversal des patins, des tiges 77 et 78 montées dans les tiges 75 et 76 sont fixées aux outils de centrage 73 et 74 et sont entratnées, par exemple, par un actionneur à vis, de manière à permettre de régler les distances in- diquées en d' et d" pour modifier la position de centra- ge, indiquée par un contour interrompu sur la figure-7, en fonction des différents types de patins posés sur les plaques 33a. Le mouvement de centrage longitudinal peut être avantageusement assuré au moyen d'un actionneur pneumati- que 80 qui peut commander tous les outils de centrage 73 et 74 pour les rapprocher simultanément de l'extrémité avant et de l'extrémité arrière de chaque patin. Pour brider les patins, il est prévu des orga- nes de retenue 82 qui sont disposés latéralement aux pla- ques 33a et dont chacun comprend (voir figures 8 et 9) un actionneur à fluide sous pression 83 supporté par une plaque 84 qui peut coulisser sur des guides 85 disposés parallèlement à la direction de l'avance du transporteur à plaques 33. Chaque actionneur 83 comprend une tige 86 articulée en 87 sur un outil de bridage 88 qui possède lui-même des glissières à profil de came 90 qui peuvent coulisser par rapport à des doigts 91 fixées à la plaque 84. Les cames 90 et les doigts 91 font parcourir l'extré- mité 92 de l'outil de bridage 88, sous l'action de l'ac- tionneur à fluide 83, un trajet comportant un mouvement de translation transversal et un mouvement vertical pour entrer en contact avec le patin (indiqué par un contour en traits interrompus sur la figure 9) et pour presser ce patin à force sur la plaque 33a correspondante. Les plaques 84 peuvent coulisser en même temps sur les gui- des 85 sous l'action d'un moteur-réducteur 95, par exem- ple, par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis et écrou (non représenté). Le mouvement de translation longitudi- nale des organes de retenue 82 est un mouvement à régla- ge automatique et sert à rendre le bridage efficace pour différents types de patins possédant des formes différen- tes sans qu'il soit nécessaire de remplacer les extrémi- tés de bridage 92. Dans la suite, on décrira brièvement le fonc- tionnement de la machine. Un technicien qualifié pour la commande de la machine automatique 10 introduit les données relatives à un type de patin et il peut éventuellement identifier le type de patin à tremper par un symbole caractéristique, au moyen d'un terminal (non représenté). Les autres ré- glages, qui sont exécutés automatiquement par la machi- ne, sont relatifs à la course du mouvement d'oscillation des châssis 42 et 45, course qui est commandée par les moteurs-réducteurs 60 et 61, à la distance séparant les éléments inducteurs 67 des plaques 33a du transporteur, distance qui est réglée par déplacement du châssis 36 sous l'action du moteur-réducteur 39, au réglage des dis- tances d' et d", relatives à la position centrée des ou- tils de centrage 73 et 74, et à la position longitudina- le des organes de retenue 82, laquelle est réglée au moyen d'un mouvement d'ensemble de ces organes sous l'ac- tion du moteur-réducteur 95. Dans la suite de la description du fonctionne- ment de la machine 10, on se reportera exclusivement au côté droit et aux patins droits, le fonctionnement de l'autre côté, qui a pour effet de tremper les patins gau- ches S, étant exactement le même. Les patins D déposés sur les plaques 33a par l'organe preneur 32 sous l'effet des avances intermitten- tes successives du transporteur 33, viennent se placer au droit des éléments inducteurs 67. Lorsque le transpor- teur 33 est arrêté et que les chassis auxiliaires 42 et 45 sont immobiles, les tiges 75 et 76 et leurs outils de centrage 73 et 74 entrent en action et se déplacent transversalement et longitudinalement, pour centrer par- faitement chaque patin D sur son élément inducteur 67 respectif. Il est évident que les mouvements décrits pour une paire d'outils de centrage 73 et 74 sont égale- ment identiques pour les deux autres paires sur chaque côté de la machine 10, en synchronisme à la fois avec l'organe preneur 32 et le transporteur 33. Dès que le centrage a été exécuté, les organes de retenue 82 entrent en jeu et, avec leurs extrémités 92, ils brident chaque patin D sur sa plaque 33a respec- tive. Ensuite, les unités moteurs-réducteurs à mouvement oscillant 50 et 55 entrent en action et les éléments in- ducteurs 67 sont mis en circuit. Les éléments inducteurs 67 sont sensiblement à section en U de manière à entou- rer la partie supérieure des patins D et ils se rappro- chent et s'éloignent de la surface des patins D dans leur mouvement circulaire avec un mouvement dit de bros- sage. Pendant ce brossage, la partie supérieure des pa- tins D est chauffée jusqu'à ce qu'elle atteigne une tem- pérature prédéterminée (chauffée au rouge). Ensuite, le mouvement des châssis auxiliaires 42 et 45 s'arrête, les organes de retenue 82 et les outils de centrage 73 et 74 se rétractent et le transporteur 83 avance d'un pas. Les opérations décrites ci-dessus se répètent ensuite exacte- ment de la même façon. A la sortie des derniers éléments inducteurs, les parties supérieures des patins D sont arrosées par des jets d'eau A pour achever le processus de trempe. On a choisi d'utiliser plusieurs éléments induc- teurs en série pour des raisons d'accroissement de la 2584421 productivité et pour des raisons métallurgiques, afin d'obtenir une plus grande profondeur de trempe. En ef- fet, pendant le transfert d'un élément inducteur au sui- vant, la zone superficielle chauffée par induction (ef- fet de peau) transmet une partie de la chaleur absorbée au métal sousjacent par conduction, de sorte qu'une plus grande épaisseur de matière atteint la température appropriée pour la trempe. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art à la machine qui vient d'être décrite uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Machine automatique (10) pour la trempe par induction de parties d'objets métalliques, en particu- lier mais non exclusivement, de parties de patins de che- nilles (D, S), du type comprenant une structure fixe (4), des moyens inducteurs (67), des moyens transpor- teurs pas-à-pas (33) servant à transporter les objets, et des moyens de refroidissement rapide (68) servant à refroidir les objets en aval des moyens inducteurs, ca- ractérisée en ce que les moyens inducteurs (67) sont sup- portés par un châssis (42, 45) qui peut se déplacer dans deux directions dans un plan horizontal au-dessus des parties des objets à tremper et en ce que la machine com- prend en outre des moyens (50, 55) servant à déplacer le châssis en mouvement alternatif dans les deux directions de manière à imprimer aux moyens inducteurs (67) un mou- vement sensiblement circulaire dans un plan horizontal au-dessus des parties des objets à tremper (D, S), et des moyens (39) servant à déplacer le châssis dans la di- rection verticale pour permettre le réglage de la distan- ce verticale séparant les objets (D, S) des moyens induc- teurs (67). 2 - Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'elle comprend des moyens (72) destinés à centrer et brider automatiquement les objets au droit des inducteurs (67), ces moyens pouvant être programmés en fonction de la forme et des dimensions des objets à tremper (D, S). 3 - Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les moyens d'entraînement (50, 55) prévus pour le châssis (42, 45) comprennent des moyens (60, 61) permettant de régler la course du châssis le long de cha- cune desdites directions, ces moyens pouvant être pro- grammés en fonction de la forme et des dimensions des ob- jets (D, S) qu'il s'agit de tremper. 4 - Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le châssis (42, 45) est supporté par une structure (36) qui peut se déplacer verticalement par rapport à la structure fixe (34) et qui comprend un pre- mier châssis auxiliaire (42), qui peut coulisser horizon- talement sur des guides (40) prévus sur la structure (36) mobile dans la direction verticale et un deuxième châssis auxiliaire (45), lequel peut coulisser horizonta- lement sur des guides (44) prévus sur le premier chassis auxiliaire (42), le deuxième châssis auxiliaire (45) sup- portant les moyens inducteurs (65, 66, 67). - Machine selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que le premier châssis auxiliaire (42) peut coulisser transversalement à la direction d'avance des objets (D, S) sur les moyens transporteurs (33) et en ce que le deuxième châssis auxiliaire (45) peut coulisser dans cette direction. 6 - Machine selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que les moyens (73, 74, 75, 76) destinés à cen- trer les objets à tremper (D, S) au droit des moyens in- ducteurs (67) comprennent des éléments de saisie (73, 74) destinés à attaquer l'extrémité avant et l'extrémité arrière de chaque objet (considéré par rapport à la di- rection de l'avance des moyens transporteurs), et des moyens destinés à déplacer les moyens de saisie dans une direction transversale et dans une direction longitudina- le par rapport à la direction d'avance des moyens trans- porteurs, de manière à permettre aux moyens de saisie (73, 74) de se déplacer entre une position de repos, si- tuée sur le côté des moyens transporteurs (33) et une po- sition d'attaque des objets à tremper (D, S). 7 - Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les moyens transporteurs pas-à-pas servant à transporter les objets à tremper comprennent un trans- porteur à plaques (33), chaque plaque (33a) étant desti- née à supporter au moins un objet à tremper. 8 - Machine selon les revendications 6 et 7, ca- ractérisée en ce que les moyens (82) destinés à brider les objets à tremper au droit des moyens inducteurs (67) comprennent des moyens de retenue (88, 92) agencés pour attaquer une -partie correspondante des objets à tremper (D, S) de manière à presser verticalement chaque objet contre la plaque (33a) correspondante pendant le chauffa- ge par induction et des moyens (83, 86) destinés à dépla- cer les moyens de retenue à la fois dans une direction transversale et dans une direction verticale par rapport à la direction d'avance des objets (D, S) sur les moyens transporteurs (33). 9 - Machine selon la revendication 8, caractéri- sée en ce que les moyens de retenue comprennent des ac- tionneurs à fluide sous pression (83) dont les extrémi- tés des tiges (86) sont articulées sur des outils de ser- rage (88) munis d'un dispositif de guidage à came (90, 91). - Machine selon la revendication 4, caracté- risée en ce que les moyens servant à déplacer le premier châssis auxiliaire (42) comprennent une unité moteur-ré- ducteur à mouvement oscillant fixe (50) supportée par une structure (36) mobile dans la direction verticale et reliée au premier châssis (42) par des bielles (52) et en ce que les moyens servant à déplacer le deuxième chas- sis auxiliaire (45) comprennent une unité moteur-réduc- teur à mouvement oscillant mobile (55) supportée par le deuxième chassis auxiliaire et reliée au premier châssis auxiliaire (42) par des bielles (57). 11 - Machine selon les revendications 3 et 10, caractérisée en ce que les moyens servant à régler la course du premier et du deuxième châssis auxiliaires (42, 45) comprennent des moteursréducteurs auxiliaires (60, 61) adaptés pour régler la longueur du bras de mani- velle de chaque unité à mouvement oscillant.