Brevet FR2694572A1 — publié le 19940211

"Dispositif pour tremper et/ou orienter des pièces de façon continue" L'invention concerne un dispositif pour tremper des pièces plates, de forme allongée et/ou pointue, telles que des lames de scie ou analogues, au moyen d'une bobine d'induction. Dans le cas de tels dispositifs on produit un champ magnétique alternatif dans la zone des objets à tremper au moyen d'un courant à haute fréquence passant à travers une bobine d'induction Les courants de Foucault induits dans ces objets provoquent un échauffement dû aux pertes ohmiques, échauffement qui se produit essentiellement dans la couche superficielle des objets à tremper du fait de l'effet pelliculaire. On connaît par le document DE-PS 19 11 277 un dispositif servant à durcir des dents et des racines de dents de lames de scies circulaires, dans lequel la bobine d'induction présente une paire de branches latérales disposées à distance l'une de l'autre, s'étendant radialement, et recevant entre elles le pourtour extérieur de la lame de scie circulaire branches qui sont parcourues par un courant d'induction à une fréquence d'environ 10 K Hz et sont reliées ensemble par leurs extrémités radiales au moyen d'une branche transversale La bobine d'induction présente en outre des blocs qui concentrent et localisent le flux magnétique avec lequel on génère un champ magnétique alternatif de forme annulaire autour de la hauteur et de la racine de la dent Les courants induits de cette manière échauffent ainsi toute la dent et la racine de la dent de la lame de scie Ensuite une trempe à l'air ou à l'eau aboutit à la dureté souhaitée. Dans l'article "Augmentation de la durée de vie de pièces d'usure en technique de mécanique de précision par une trempe avec brève austénisation" de F Fr ngel entre autres (technique de précision et micro-électronique, 76 ème année, cahier 3, pages 85 à 152) on décrit une trempe à haute fréquence par induction au moyen de courants de Foucault produits par une impulsion Les fréquences élevées intervenant dans ce c-as, d'environ 27 M Hz, exigent une concordance et un positionnement exacts de la bobine d'induction par rapport à la pièce Un fonctionnement continu de la trempe n'est pour cette raison possible que de façon restreinte. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la bobine d'induction présente au moins deux conducteurs en boucle, qui sont voisins l'un de l'autre, placés à une certaine distance, et entre lesquels on peut déplacer les pièces à tremper Ce dispositif présente l'avantage qu'avec une installation d'induction on peut tremper et/ou orienter thermiquement de façon continue sur leur surface, des pièces telles qu'en particulier des lames de scie présentant des formes de dent et des tailles de dent différentes Les conducteurs en forme de boucle sont disposés de telle façon qu'entre les boucles des conducteurs se produise un champ magnétique homogène dans lequel des lames de scie peuvent être "plongées" en fonction de la hauteur de leurs dents et à travers lequel on peut les faire passer avec un faible jeu. Le champ magnétique qui passe de cette manière perpendiculairement dans chaque dent produit une structure de courants de Foucault avec des courants en sens inverses sur les pointes des dents qui se neutralisent au moins partiellement, de sorte qu'on évite une surchauffe de cette zone importante. En outre l'effet pelliculaire concentre les courants à partir de la racine des dents dans la zone de leurs flancs, de telle sorte que la racine des dents n'est pas échauffée ou n'est pas très fortement échauffée et pour cette raison n'est pas non plus durcie La racine "molle" des dents confère à la dent de la scie une stabilité et une dureté de valeur élevée Il est toutefois possible, en faisant varier la profondeur d'enfoncement, de durcir au moins partiellement la racine de la dent En outre on peut utiliser "l'effet d'autotrempage" car les zones qui s'échauffent restent relativement petites, grâce à quoi on peut éviter avantageusement des criques dues à la chaleur Les lames de scie ou les objets analogues ainsi durcis ne sont pas "gauchis" par la trempe, c'est-à-dire qu'ils conservent sensiblement leur forme et n'ont pas besoin de ce fait d'être ultérieurement rectifié thermiquement. On réalise une structure optimale à courants de Foucault en utilisant pour la bobine d'induction un courant alternatif d'une fréquence comprise entre 1 et 5 M Hz et de préférence de 2 M Hz, et il est avantageux que les conducteurs soient creux. L'extension locale du champ magnétique produit demeure faible quand le diamètre des conducteurs en forme de boucle présente le même ordre de grandeur que la hauteur des dents à durcir des lames de scie, grâce à quoi on minimise l'énergie nécessaire du champ magnétique et de cette façon l'énergie électrique d'alimentation. Sur les dessins on a représenté un exemple de réalisation qu'on expliquera plus en détail dans la description qui va suivre en indiquant d'autres avantages de celui-ci Sur les dessins: La figure 1 montre un dispositif d'induction en vue latérale, avec une lame de scie passant à travers; La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1 avec la bobine d'induction en coupe; et la figure 3 montre une dent de scie isolée. Sur la figure 1 on a représenté un dispositif de trempe à bobine d'induction se composant de deux conducteurs 14, bobine dont l'extrémité 12 est raccordée à des unités fonctionnelles non représentées telles qu'un générateur haute fréquence, des unités de commande et de régulation, etc. Chaque conducteur présente une zone d'entrée et de sortie 16 et une boucle de forme circulaire 18. Les deux conducteurs 14 sont disposés parallèlement l'un à l'autre et à une certaine distance l'un de l'autre (figure 2) En outre les conducteurs sont creux intérieurement et sont en argent ou en un alliage à base d'argent La zone creuse 20 peut être parcourue en cas de besoin par un liquide réfrigérant. Dans l'intervalle compris entre les conducteurs 14 de la bobine d'induction 10 on loge une lame de scie 22 à tremper au milieu de l'intervalle et de telle façon que les pointes des dents de la scie 24 s'enfoncent d'une profondeur prédéterminée t, mesurée à partir de la face inférieure du conducteur 14 de forme circulaire, dans celui-ci Le profondeur d'enfoncement est fonction de la hauteur de la dent et de la grandeur de la zone de durcissement souhaitée 26 entre les différentes dents 28. La lame de scie 22 occupe l'intervalle entre les conducteurs 14 avec un faible jeu On peut disposer un conducteur 14 de façon mobile pour adapter la fente libre à la largeur des différentes lames de scie. Lors du processus de trempe on fait circuler la lame de scie de façon continue dans le sens de la flèche 30 et les dents 28 se déplacent aussi à travers le champ magnétique homogène de l'inducteur 10 Dans ce cas on induit dans la dent 28 des courants de Foucault 32 (figure 3) qui, du fait de l'effet pelliculaire, sont concentrés sur les flancs des dents 34 et, du fait de l'effet de proximité, sont concentrés sur les flancs des dents se trouvant le plus près de la bobine d'induction Dans la pointe des dents 24 le sens du courant est inversé et de cette façon la densité effective de courant est faible si bien que cette zone est principalement échauffée par la chaleur transmise à partir des flancs des dents. La rainure des dents 36, dans le cas d'un enfoncement pas trop grand, n'est pas également échauffée par les courants de Foucault, si bien que grâce à ce réservoir de froid, la dent 28 une fois sortie du champ magnétique de la bobine d'induction 10, est durcie par l'effet d'autotrempage De cette manière on obtient un passage progressif de la structure molle des racines des dents 38 aux flancs durcis des dents 34 et à la pointe de la dent 24 On obtient une structure optimale de durcissement des lames de scie au moyen du champ magnétique traversant chaque dent perpendiculai- rement. Pour durcir des lames de scie d'usage courant, on utilise une bobine d'induction 10 se composant de tubes en argent carrés, qui présentent une section transversale de 3 mm x 3 mm et une épaisseur de paroi de 0,5 mm et auxquels on donne une forme de boucle circulaire ou ovale de 8 mm de-diamètre Deux de ces boucles sont disposées en parallèle et à une distance l'une de l'autre telle qu'on puisse faire passer la lame de scie avec un faible jeu de par exemple 1 mm. On peut, avec le dispositif décrit ici, durcir et/ou redresser superficiellement de façon continue et dans le temps le plus court, des lames de scie, des lames de scie à dents croisées, ainsi que des objets plats analogues, mais aussi des ciseaux ou des couteaux. R E V E N D I C A T I 0 N S 1) Dispositif pour la trempe de pièces plates, de forme allongée et/ou pointue, en particulier de lames de scie ou analogues au moyen d'une bobine d'induction, dispositif caractérisé en ce que la bobine d'induction ( 10) présente au moins deux conducteurs ( 14) en forme de boucle qui sont voisins l'un de l'autre, placés à une certaine distance, et entre lesquels on peut déplacer les pièces à tremper ( 22). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs ( 14) sont creux intérieurement et sont parcourus par un courant alternatif à haute fréquence dont la fréquence est comprise entre 1 et 5 M Hz, et est de préférence de 2 M Hz. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre moyen des conducteurs en forme de boucle ( 14) présente le même ordre de grandeur que la hauteur des dents ( 28) à tremper des lames de scie ( 22). 4) Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les dents ( 28) des lames de scie ( 22) s'enfoncent dans la bobine d'induction d'une profondeur prédéterminée (t) correspondant à leur grandeur et à leur forme.