Brevet FR2657358A1 — publié le 19910726

La présente invention concerne un procédé de trempe par induction pour portées et congés de vilebrequins sur lesquels des manetons destinés à recevoir les tourillons des bielles sont disposés les uns à la suite des autres à proximité de et perpendiculaires à l'axe de rotation selon une position angulaire différente par rapport à un plan, procédé selon lequel les portées et congés desdits paliers sont trempés simultanément La présente invention concerne également une installation pour la trempe par induction selon le procédé indiqué ci-dessus. Un procédé et une installation similaires sont décrits dans le brevet DEPS 36 13 909 Selon ce procédé, chacun des deux inducteurs conformés en demi- coquilles enserre des manetons voisins, lesdits inducteurs étant placés décalés les uns en face des autres Une opération conjointe de trempe permet d'éviter des influences réciproques inadmissibles dues à une trempe séparée Il subsiste néanmoins l'inconvénient de devoir concevoir l'installation pour l'application de ce procédé comme une machine spéciale qui, pour cette raison, s'avère relativement onéreuse. Le brevet DE-PS 38 42 808 décrit une installation pour la trempe de vilebrequins dans laquelle deux manetons disposés symétriques au centre de l'axe sont trempés en même temps Cette installation ne concerne toutefois pas une transmission à manivelle d'un moteur à explosion à cylindres en V avec une position angulaire différente des manetons avoisinants. Ladite installation ne serait pas adéquate pour une telle transmission à manivelle, vu la nécessité du respect d'un intervalle minimum, dans le dispositif de suspension et dans le châssis de la machine, entre les inducteurs avoisinants. Le brevet EP-OS 304 651 décrit une transmission à manivelle d'un moteur à explosion à cylindres en V, un flasque intermédiaire étant toutefois placé entre deux manetons disposés décalés les uns en face des autres La trempe des portées se fait également par induction mais est exécutée séparément Si, par exemple, le maneton gauche est trempé, le maneton droit doit être l'objet d'un refroidissement poussé pour que l'influence réciproque soit maintenue la plus faible possible Un autre désavantage est qu'entre autres, les flasques intermédiaires augmentent la longueur de la transmission à manivelle et/ou qu'une surface de portée moindre est disponible. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients décrits cidessus, notamment d'avoir la possibilité de tremper par induction en même temps les portées de manetons disposés avoisinants, cette opération devant se faire d'une façon relativement simple, la possibilité étant donnée de mettre en oeuvre des installations très simples et, le cas échéant, classiques. Selon l'invention, ce but est atteint en plaçant, à partir du même côté, des inducteurs avoisinants aux manetons, les deux inducteurs dans la plage entre les deux manetons avoisinants accusant un intervalle. Au titre de l'invention une trempe par induction des deux portées peut être réalisée en même temps en une seule opération malgré l'absence de flasques intermédiaires, une bonne allure de la trempe étant obtenue En particulier, selon le procédé de l'invention, les plages critiques comme, par exemple, les faces latérales sollicitées à la flexion et la plage du chevauchement des deux manetons sollicitée à la torsion sont particulièrement bien prises en compte. Une des causes d'une allure régulière de la trempe est que la chaleur des deux portées converge dans la plage entre les deux inducteurs De ce fait, la température nécessaire pour l'opération de trempe est atteinte dans cette plage tout en évitant dans une large mesure des élévations locales de la température. Suite au fait que, selon l'invention, deux inducteurs se trouvent désormais sur le même côté et donc peuvent être disposés l'un à côté de l'autre dans le même châssis de machine, l'opération de trempe est essentiellement simplifiée En particulier, des machines classiques de trempe peuvent, par exemple, être transformées pour l'utilisation du procédé selon l'invention sans une mise en oeuvre importante A ce sujet, il convient seulement de veiller à ce que les boucles inductrices soient étudiées pour que la chaleur converge également entre les deux inducteurs disposés avec un intervalle l'un de l'autre. Dans une installation selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé, il peut être prévu que les deux inducteurs soient suspendus à l'aide d'un dispositif sur le même côté d'un châssis de machine, au moins un des deux inducteurs présentant un coude en direction de l'autre inducteur et les deux inducteurs étant disposés l'un vis-à-vis de l'autre pour qu'un espace libre subsiste au moins dans la plage de transition entre les deux manetons avoisinants. En vue d'éviter une influence réciproque trop élevée par les champs magnétiques des deux inducteurs qui se présentent lors d'une trempe par induction, une exécution avantageuse de l'invention prévoit que les deux inducteurs sont protégés magnétiquement sur les faces en regard Cette protection magnétique peut, par exemple, être réalisée par une ou des plaques électriquement conductrices placées aux deux inducteurs au côté extérieur sur les faces en regard, l'énergie magnétique étant détruite, dans lesdites plaques, par une transformation en chaleur et de ce fait, le cas échéant, un refroidissement supplémentaire peut se révéler avantageux. Il est également possible d'utiliser à cet effet une tôle latérale dûment adaptée de l'inducteur. Une séparation électrique complète est réalisée par au moins une plaque isolante supplémentaire Ladite plaque isolante peut en même temps servir au guidage et au maintien d'un intervalle précis pour les deux inducteurs Généralement, il est suffisant qu'un des deux inducteurs soit doté d'une plaque isolante Si nécessaire, par exemple pour des raisons de symétrie, deux plaques isolantes peuvent être également prévues. Les inducteurs pendent habituellement dans un parallélogramme, les inducteurs étant guidés radialement par le parallélogramme et désormais, selon l'invention, en direction axiale par les plaques isolantes étudiées comme plaques de guidage L'une ou les deux plaques isolantes permettent en effet un glissement des deux inducteurs l'un près de l'autre. Un autre avantage du procédé selon l'invention réside également dans le fait que les plages les plus exposées à la flexion et à la torsion dans les manetons peuvent être désormais optimisées séparément l'une de l'autre Pour la même raison, chaque inducteur est généralement doté de sa propre commande de la puissance si bien qu'une régulation indépendante est possible. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit, en son principe, cidessous en référence aux dessins ci-joints dans lesquels: la fig 1 est une représentation à petite échelle d'un vilebrequin avec deux inducteurs suspendus à un châssis de machine commun; la fig 2 est une vue latérale d'une partie d'un vilebrequin avec deux inducteurs (extrait à grande échelle); la fig 3 est une représentation d'une partie du vilebrequin selon la fig 1 montrant les zones de trempe et la fig 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la fig 3 montrant la zone de trempe. La trempe superficielle par inducteurs est suffisamment connue quant à son principe et à son application et la description ci-après ne s'étendra pas sur les questions de détail En principe un courant parasite est induit pendant un court temps, à l'aide de tensions de fréquence élevée, dans la zone superficielle de la pièce à tremper dont la surface est réchauffée très rapidement à une température de trempe donnée Ensuite, la trempe est réalisée par un refroidissement brusque à l'aide d'un agent réfrigérant. Dans un but de simplification, seuls deux inducteurs 1 sont représentés sur la fig 1 et fixés à l'aide d'un dispositif de suspension 2 dans un châssis de machine 3 A l'aide du dispositif de suspension 2, les inducteurs 1 peuvent coulisser le long d'un vilebrequin à tremper 4 et donc être ajustés selon les manetons à tremper Il est entendu que, le cas échéant, un nombre plus grand d'inducteurs selon le nombre des surfaces à tremper peut être prévu. Le vilebrequin représenté sur la fig 1 est prévu pour un moteur à explosion à cylindres en V, deux manetons 5 et 6 accusant une position angulaire différente dans une surface plane étant disposés voisins et perpendiculaires à l'axe de rotation, des chevauchements des portées 7 et 8 pouvant également être présents en direction longitudinale Le dispositif de suspension 2 comme quelques-unes des autres composantes placées dans le châssis de machine 3 pour chaque inducteur 1, comme par exemple le transformateur, requièrent un espace adapté en direction axiale, ramené au vilebrequin 4 à tremper. Comme il ressort de la fig 1, un inducteur 1 présente un coude 9 en direction de l'autre inducteur 1 Ce coude peut être exécuté sans aucune perte d'énergie électrique Si nécessaire, le deuxième inducteur 1 peut évidemment être aussi doté d'un coude en direction d'un autre inducteur qui est prévu pour le maneton voisin. Selon la fig 2 les deux inducteurs sont dotés, sur chacune des deux faces vis-à-vis l'une de l'autre, d'une plaque électriquement conductrice 10, chaque face extérieure portant une plaque isolante 11 pour la protection magnétique L'intervalle minimal entre les deux inducteurs voisins correspond au rayon du congé du maneton. Egalement selon la fig 2, les deux plaques isolantes 11 sont accolées et forment ainsi avec les deux flasques latéraux 12 et 13, en plus des manetons 5 et 6, des guidages pour les inducteurs 1 Un matériau plastique de faible résistance au frottement peut être utilisé pour les plaques isolantes 11. Les fig 3 et 4 représentent l'allure des zones de trempe comme résultat d'une opération de trempe montrant les deux inducteurs représentés sur les fig 1 et 2 Selon lesdites fig 3 et 4, l'allure des zones de trempe et/ou la profondeur de pénétration sont réparties d'une faaçon relativement régulière sur les portées 7 et 8, une zone de trempe suffisamment profonde étant présente notamment aussi dans les zones critiques et dans les rayons. La fig 4 montre que justement aussi, grâce à la zone médiane libre adoptée, c'est-à-dire à une zone dans laquelle les deux inducteurs ne sont pas accolés et qui se trouve dans la plage de transition entre les deux manetons 5 et 6, une profondeur de trempe est constatée, laquelle assure une allure régulière dans une large mesure sur les deux portées 7 et 8. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la trempe par induction de portées et de rayons de transition ou congés des vilebrequins sur lesquels des manetons destinés à recevoir des bielles sont disposés voisins et perpendiculaires à l'axe de rotation selon une position angulaire différente dans un plan, les portées et congés desdits manetons étant trempés en même temps, caractérisé en ce que les inducteurs voisins ( 1) sont disposés du même côté des manetons ( 5 et 6), les deux inducteurs ( 1) présentant un écartement situé dans la plage de distance séparant deux manetons voisins ( 5 et 6). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux inducteurs ( 1) sont protégés magnétiquement sur leurs faces en regard. 3 Installation pour la trempe par induction de portées de rayons de transition ou congés des vilebrequins sur lesquels des manetons destinés à recevoir des bielles sont disposés perpendiculairement à l'axe de rotation présentant une position angulaire différente dans un plan, chacun des deux inducteurs pouvant être placé directement l'un derrière l'autre à des manetons voisins, caractérisée en ce que les deux inducteurs ( 1) sont suspendus à l'aide d'un dispositif ( 2) sur le même côté d'un bâti de machine ( 3), au moins un des deux inducteurs ( 1) présentant un coude ( 9) en direction de l'autre inducteur et les deux inducteurs ( 1) étant disposés l'un en face de l'autre pour que leur écartement soit situé au moins dans la plage de distance entre deux manetons voisins ( 5,6). 4 Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'écartement correspond au moins au rayon du congé du maneton. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins l'un des deux inducteurs ( 1) comporte une plaque électriquement conductrice ( 10) sur la face dirigée vers l'autre inducteur. 6 Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les tôles latérales des inducteurs sont réalisées selon des plaques électriquement conductrices ( 10). 7 Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la plaque électriquement conductrice ( 10) comporte un dispositif de refroidissement. 8 Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque électriquement conductrice ( 10) est réalisée en cuivre, en laiton, en aluminium ou en acier austénitique. 9 Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une plaque isolante ( 11) est disposée sur la face extérieure d'au moins une plaque électriquement conductrice ( 10). Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque isolante ( 11) est conformée en tant que plaque de guidage pour les deux inducteurs ( 1). 11 Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plaque isolante ( 11) est réalisée en un matériau à bon coefficient de glissement, par exemple en un matériau synthétique.