Brevet FR2622897A1 — publié le 19890512

i Appareil pour le durcissement des vilebrequins. La présente invention concerne un appareil destiné à effectuer le durcissement d'un vilebrequin avec une faible distorsion. Appareil du type dans lequel le vilebrequin entraîné en rotation autour de son axe longitudinal, est chauffé de façon inductive et subit ensuite immédiatement une opération de trempe. C'est un fait assez connu que le durcissement sans distorsion de pièces de machine, indépendamment de leurs sections ou de leurs formes, est pratiquement impossible à réaliser. La raison en est que la dilatation de la pièce pendant le chauffage et l'opération de trempe jusqu'au point de contraction conduisent à une déformation permanente (distorsion). Il est exact que le durcissement à faible distorsion de pièces plates, telles que des bandes plates, peut être effectué avec succès, par exemple en comprimant ou en bloquant la pièce chauffée pendant la trempe. Jusqu'à présent, les- spécialistes de cette technique ont considéré que ce blocage énergique de la pièce était la méthode optimale, l'idée principale étant d'ôter à la pièce chauffée et trempée toute possibilité de tendre à se déformer. Dans ce but, le blocage énergique de la pièce semblait être la méthode adéquate. Cependant, ce procédé nécessitait un redressement final de la pièce durcie. De plus, il est particulièrement difficile de durcir des pièces allongées pourvues d'un profil irrégulier, telles que des vilebrequins, des arbres à cames ou des crémaillères, dans lesquelles le degré de distorsion pour un durcissement très variable est difficile à prévoir. Dans ce cas le blocage n'assure aucun remède valable contre la distorsion due au durcissement. Par exemple, il n'est pas très utile de bloquer sur des paliers à pivot, des vilebrequins dont les paliers doivent être durcis, étant donné que la distorsion due au durcissement peut se produire sans que rien ne s'y oppose sur les paliers exposés du vilebrequin. La présente invention a pour objet de minimiser, grâce à un procédé économique, la distorsion due au durcissement des vilebrequins durcis par le procédé par rotation, de façon que l'on puisse se passer d'un dégauchissement ultérieur onéreux. De façon surprenante, la Demanderesse a découvert qu'un durcissement à faible distorsion peut être effectué avec succès si, pendant le chauffage et la trempe, on laisse la possibilité à la pièce de se déplacer dans sa direction principale de dilatation, à savoir selon son axe longitudinal. Ainsi, pendant le chauffage, la pièce peut suivre librement sa tendance à s'allonger, et de façon similaire pendant la trempe, elle peut se rétrécir librement de sorte qu'aucune distorsion n'a lieu. L'idée de l'invention consiste donc à rejeter complètement l'opinion antérieure qui prévalait chez les spécialistes de ce domaine, selon laquelle la pièce devait être bloquée aussi fermement que possible afin d'éviter la distorsion due au durcissement. Précisément, dans le procédé selon l'invention, la pièce a au contraire toute liberté, pendant le chauffage et la trempe, de se déformer dans le sens o elle tend naturellement. L'invention concerne un appareil pour effectuer le durcissement par rotation d'un vilebrequin maintenu à ses deux extrémités dans des têtes de blocage opposées permettant au vilebrequin de tourner autour de son axe, ledit appareil comprenant un dispositif de chauffage et de trempe, un dispositif d'entraînement monté sur l'une ou sur les deux têtes de blocage afin d'entratner en rotation le vilebrequin autour de son axe, une commande de blocage sur les deux têtes de blocage, et un entraînement commandant le déplacement des têtes de blocage par rapport au vilebrequin lorsqu'il est reçu pour le blocage. La caractéristique essentielle de l'appareil réside dans le fait que l'autre tête de blocage peut être accouplée ou désaccouplée de son entraînement de déplacement, et est montée flottante dans le sens axial dans un palier à faible frottement. Le vilebrequin à durcir est par conséquent fixement bloqué, c'est-à-dire immobile dans le sens axial, à une extrémité, tandis qu'à l'extrémité opposée du vilebrequin monté pivotant, la tête de blocage peut se déplacer dans sa direction axiale après que la commande de blocage a été relâchée de la tête de blocage. En pratique, la caractéristique essentielle du procédé selon l'invention réside dans le fait que la pièce rotative est montée à au moins une de ses extrémités avec un frottement suffisamment faible pour qu'elle puisse se mouvoir librement dans la direction axiale, le coefficient de frottement étant inférieur à 0,01, même aux vitesses les plus basses. Un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention est illustré par les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue de l'appareil de durcisse- ment; La figure 2 représente une coupe longitudinale de la tête de blocage mobile axialement; et La figure 3 est une coupe transversale de la tête de blocage. Sur les dessins, les éléments homologues sont affectés des mêmes références numériques. La figure 1 représente un appareil complet de durcissement comportant un système 1 (représenté en traits mixtes) pour chauffer et tremper un vilebrequin 2 que l'on se propose de durcir. Le dispositif de durcissement est pourvu de deux têtes de blocage 3,4 destinées à bloquer le vilebrequin 2 à ses extrémités opposées et un support central 5 procurant une assise centrale au vilebrequin 2. Ce dernier est bloqué dans les têtes 3,4 par des systèmes de commande 6,7. Le vilebrequin, qui tourne autour de son axe longitudinal pendant l'opération de durcissement, est bloqué à une extrémité (l'extrémité droite sur la figure 1) dans la tête de blocage 4 avec laquelle coopère un dispositif d'entraînement 8 destiné à entraîner en rotation le vilebrequin 2 autour de son axe et qui est monté fixe en position axiale dans un carter 9. La tête de blocage 3 qui bloque l'autre extrémité du vilebrequin 2 (à gauche sur la figure 1) est montée flottante, c'est-à- dire mobile axialement dans un carter 10, comme cela est représenté en détail dans les figures 2 et 3. La tête de blocage 3 est disposée à l'extrémité d'un mandrin tubulaire 11 qui peut tourner dans un palier anti- friction 13, logé dans un manchon de mandrin 12 de forme carrée, lui-même monté sur des bords opposés déplaçables axialement dans des roulements à aiguilles 14 montés dans le carter 10, une barre d'accouplement 15 destinée à actionner la tête de blocage 3 lorsque le vilebrequin 2 est bloqué, s'étendant coaxialement à travers le mandrin 11. Des moteurs pneumatiques ou hydrauliques 17 sont disposés sur des blocs rigides 19 dans le carter 10. Des pistons 16 peuvent faire saillie dans la direction axiale du palier 13 jusqu'à venir en butée contre des arrêts 18 liés au manchon de mandrin carré 12. Des soufflets de faible impédance 20 protègent l'intérieur du carter 10 contre l'introduction de poussières. Le carter 10 peut aussi bien être rendu étanche vis-à-vis à l'extérieur sans aucun contact, par une barrière d'air. Pour bloquer le vilebrequin 2, les têtes 3,4 sont avancées par rapport aux extrémités du vilebrequin et ensuite bloquées par les systèmes de commande 6,7 actionnant le plateau des têtes 3,4. Ces dernières sont avancées par les pistons 16 des moteurs 17 qui exercent une pression contre les butées 18 et par conséquent déplacent axialement le manchon carré 12 et, solidairement avec lui, le mandrin 11 et la tête de blocage 3 dans le carter 10. Lorsque le vilebrequin 2 est débloqué, le moteur 17 est actionné et repousse la tête de blocage 3 par rapport au vilebrequin 2. Le désaccouplement de l'entraînement de déplacement constitué par les moteurs 17 pour les têtes de blocage 3,4 après l'opération de blocage, crée la condition d'une mobilité axiale à faible frottement des têtes de blocage 3,4. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour le durcissement de vilebrequins maintenus à leurs extrémités dans des têtes de blocage dans lesquelles ils tournent autour de leur axe, ledit appareil comprenant un dispositif de chauffage et de trempe, un dispositif d'entrainement sur l'un ou sur les deux têtes de blocage, une commande de blocage sur les deux têtes de blocage et un entraînement commandant le déplacement des têtes de blocage par rapport au vilebrequin lorsqu'il est reçu en position bloquée, caractérisé en ce que ledit entraînement commandant le déplacement comprend des moteurs pneumatiques ou hydrauliques (17) qui sont disposés à une extrémité fixe dans un carter (9) et qui, à l'autre extrémité, coopèrent avec des butées (18) montées sur un manchon de mandrin carré (12) qui est monté de façon flottante sur des roulements à aiguilles (14) de façon à se mouvoir dans un autre carter (10), et en ce qu'il est prévu un mandrin creux (11) monté rotatif qui porte la tête de blocage (3) et à travers lequel des moyens d'entraînement de blocage (15) actionnables par un dispositif de commande (6) s'étendent coaxialement. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second carter (10) est rendu étanche vis-à-vis de l'extérieur par un soufflet (20) à faible impédance. 3.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des têtes de blocage (3) peut être accouplée et désaccouplée de son entraînement commandant le déplacement (16, 17) et est montée flottante hydrostatiquement, ou bien guidée avec un coefficient de frottement inférieur à 0,01 même aux plus faibles vitesses, dans un palier antifriction (14) rendu étanche vis-à-vis de l'extérieur, au moyen d'une barrière d'air sans contact ou bien au moyen d'un soufflet de faible impédance.