Brevet FR2928097A1 — publié le 20090904

Description La présente invention concerne un dispositif de fixation par pression de pièces métalliques à traiter thermiquement au cours d'un processus de trempe et/ou de refroidissement. Pendant un processus de trempe ainsi que pendant un processus de refroidissement de pièces métalliques à traiter thermiquement, des variations intempestives de dimensions et/ou de formes provoquées sur ces pièces affectent fréquemment la qualité exigée pour les différentes utilisations envisagées et peuvent par exemple influer négativement sur des caractéristiques essentielles prédéterminées du matériau, ne plus permettre une précision d'ajustage prédéterminée ou ne plus respecter des écarts de tolérance prédéterminés. En conséquence, la qualité de ces pièces dépend essentiellement, entre autres, de la stabilité des dimensions et des formes. Les pièces à traiter thermiquement, donc en particulier des pièces à tremper et/ou à refroidir, qui doivent respecter des exigences élevées de stabilité des dimensions et des formes et/ou qui sont fabriquées dans des matériaux susceptibles de déformations, sont donc fréquemment serrées pendant la trempe et/ou le refroidissement qui la suit à l'aide d'un fluide de refroidissement, en particulier l'huile, dans ce que l'on appelle des outils de fixation qui contrecarrent efficacement les variations de dimension et/ou de forme des pièces en leur appliquant des forces extérieures et assurent ainsi une stabilité des dimensions et des formes pendant le processus de fabrication. Dans un grand nombre de pièces de ce genre, par exemple notamment des roues dentées, des engrenages ou des couronnes, mais aussi des ressorts plats et des manchons coulissants, on exige pour ce faire au moins un plan ou une surface plane servant par exemple dans la future application spécifique de surface d'appui ajustée. Du fait que les pièces à traiter thermiquement peuvent normalement varier considérablement dans leurs tailles et leurs formes, en fonction des commandes, la fourniture d'une multitude d'outils de fixation est actuellement coûteuse, d'une part, tandis que le positionnement et donc la fixation des pièces dans de tels outils de fixation, sous pression ou autrement, demandent beaucoup de temps et sont donc coûteux. C'est en particulier le cas lorsque ce positionnement doit s'effectuer manuellement, ce qui est fréquemment nécessaire du fait des fortes différences de forme et de taille, en raison de l'absence de mécanismes d'automatisation. Un des buts de la présente invention est donc de fournir un dispositif de fixation sous pression pour pièces à traiter thermiquement, qui soit nouveau au regard de l'état de la technique, qui puisse en particulier être utilisé de manière souple pour une variété de pièces différentes et qui assure en particulier de manière adéquate la fixation sous pression de pièces à traiter thermiquement pour lesquelles on exige une face de pièce plane ou plate s'étendant sur une grande surface. La solution selon l'invention est fournie, de manière surprenante, par un dispositif de fixation par pression possédant les caractéristiques énoncées plus loin. Des formes de réalisation et des développements avantageux et/ou préférés sont traités ultérieurement. Selon l'invention, il est ainsi prévu un dispositif de fixation sous pression pour pièces à traiter thermiquement, qui comprend un dispositif de soutien, sur lequel repose en service au moins une pièce à traiter thermiquement, pendant un processus de tempe ou de refroidissement, le dispositif de soutien fournissant seulement dans un plan horizontal des positions de soutien pour ladite au moins une pièce, le dispositif de fixation sous pression comprenant en outre un dispositif d'appui disposé au-dessus des positions de soutien, qui comprend une pluralité d'outils d'appui individuels qui sont montés mobiles verticalement et peuvent être soumis à une pression, ces outils d'appui fournissant des extrémités d'appui orientées dans la direction des positions de soutien, si bien que, dans une position de chargement ou de déchargement du dispositif, l'on définit entre chaque extrémité d'appui et les positions de soutien un espace libre qui est entièrement fermé en service, pendant un processus de trempe et/ou de refroidissement, de telle manière que chaque extrémité d'appui repose soit sur une position de soutien, soit sur une pièce à traiter thermiquement. Des avantages essentiels de l'invention résident donc dans le fait que, pour une pluralité de pièces à traiter thermiquement, même avec des dimensions et des formes géométriques différentes, il est possible de renoncer largement à l'emploi d'outils de fixation individuels et que, en outre, il n'est plus necessaire d'avoir un positionnement précis de cette pièce à traiter thermiquement dans un dispositif de fixation conçu en conséquence, parce que les outils d'appui, pouvant être individuellement déplacés et soumis à une pression, s'adaptent pratiquement comme un coussin de fixation aux différentes surfaces des pièces à traiter thermiquement et les maintiennent en conséquence sous l'effet d'une pression. Selon un autre objectif, afin de simplifier le chargement et le déchargement du dispositif de l'invention, il est en outre prévu de doter le dispositif de soutien d'un dispositif de transport grâce auquel les pièces à traiter thermiquement peuvent être chargées et déchargées dans le dispositif de fixation, suivant une direction de transport. Une première forme de réalisation prévoit pour ce faire une bande transporteuse sans fin circulant sur au moins deux rouleaux de renvoi. En variante, il est prévu de réaliser le dispositif de soutien sous la forme de nervures de soutien disposées sensiblement perpendiculairement à la direction de transport pour le chargement et le déchargement des pièces à traiter thermiquement, entre lesquelles sont disposés des rouleaux ou cylindres, au moins pour partie motorisés, qui peuvent être déplacés entre une première position faisant saillie verticalement au-dessus des nervures de soutien et une seconde position abaissée, si bien que, en service, les positions de soutien sont fournies par les nervures de soutien. Cela présente en outre l'avantage de pouvoir amener aussi entre les nervures de soutien du fluide de trempe et/ou de refroidissement, à l'aide d'un dispositif d'alimentation disposé adéquatement, qui peut ainsi baigner les pièces à traiter thermiquement sur leur face tournée vers le dispositif de soutien. Sur les côtés du dispositif d'appui, il est apparu bon de donner aux outils d'appui une forme de barres ou de tiges et de les disposer de manière mobile dans la direction de leur longueur, sous la forme d'une structure tramée disposée en face du dispositif de soutien. Si le dispositif de soutien est réalisé avec des nervures de soutien, il est prévu dans une autre forme de réalisation préférée que les outils d'appui soient disposés dans la structure en forme de trame de manière à ce que les extrémités d'appui soient orientées vers les nervures de soutien. En conséquence, on exclut ainsi totalement une flexion éventuelle de la pièce à traiter thermiquement, et donc une déformation en résultant, pour l'essentiel. Dans une forme de réalisation préférée, les outils d'appui sont soumis par l'arrière à la pression d'un ressort, le dispositif dans son ensemble pouvant être déplacé dans la direction du dispositif de soutien. Dans une autre forme de réalisation, les outils d'appui peuvent être déplacés individuellement dans la direction du dispositif de soutien, grâce à des dispositifs de levage, en particulier des dispositifs de levage actionnés pneumatiquement ou hydrauliquement. D'autres avantages ou propriétés de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré, en se référant aux dessins annexés, qui représentent : la figure 1, une vue latérale partiellement éclatée d'un dispositif de fixation sous pression selon l'invention ; la figure 2, plusieurs vues d'un dispositif de soutien observé selon la ligne d'observation B-B, dans la direction d'observation B de la figure 1, avec un certain nombre d'unités de transport, à savoir, sous une forme fortement schématisée : la figure 2a, une unité de transport à vide ; la figure 2b, une unité de transport chargée d'une pluralité de pièces à traiter thermiquement de petite taille ; et la figure 2c, une unité de transport avec une unique 20 pièce à traiter thermiquement, mais nettement plus grande ; et la figure 3, une vue de détail éclatée du dispositif d'appui selon la figure 1. L'exemple de réalisation décrit ci--dessous de 25 dispositif de fixation sous pression selon l'invention est représenté schématiquement par plusieurs vues des figures 1 à 3. Comme on peut l'observer, le dispositif de fixation sous pression pour pièces à traiter thermiquement comprend 30 un dispositif de soutien 100 et un dispositif d'appui 200. Sur les figures, le dispositif de fixation est chargé de pièces à traiter thermiquement qui reposent en service sur le dispositif de soutien 100 pendant un processus de trempe ou de refroidissement. 35 Comme le montrent les figures, le dispositif de fixation convient pour des pièces 300 de formes et de dimensions différentes, les pièces représentées étant par exemple différents types de ressorts plats et, dans une réalisation pratique possèdent généralement au moins une face plane ou plate. Mais d'autres pièces à traiter thermiquement, par exemple des roues dentées, des engrenages ou des couronnes, mais aussi des manchons coulissants, peuvent adéquatement être maintenues et fixées pour leur traitement thermique à l'aide du dispositif de fixation représenté, afin de les préserver ainsi de toute déformation. Le dispositif de soutien 100 fournit des positions 150 pour le soutien d'une ou plusieurs pièces 300, uniquement dans un plan essentiellement horizontal. Afin que les pièces à traiter thermiquement 300 reposent sur une surface de soutien aussi grande que possible ou sur un nombre aussi grand que possible de positions de soutien 150, le dispositif de fixation convient particulièrement bien pour des pièces qui possèdent au moins une face plane ou plate qui, par exemple, peut servir de surface d'appui ajustée dans la future application spécifique. Le dispositif d'appui 200 est disposé au-dessus des positions de soutien 150 et possède une pluralité d'outils d'appui 250 qui prennent ici la forme de barres ou de tiges et qui, individuellement, peuvent se déplacer verticalement et être soumis à l'action d'une pression. Les outils d'appui possèdent des extrémités d'appui 255 orientées dans la direction des positions de soutien, ce qui définit un espace libre entre chaque extrémité d'appui et le dispositif de soutien dans un état de chargement ou de déchargement du dispositif de fixation qui est par exemple illustré à la figure 1. Comme cela sera décrit plus loin de manière plus détaillée, cet espace libre est pour l'essentiel totalement fermé en service, pendant un processus de trempe et/ou de refroidissement, chaque extrémité d'appui reposant soit sur le dispositif de soutien lui-même, soit sur une pièce à traiter thermiquement. Il est ainsi possible d'éviter largement des outils de fixation individuels pour une pluralité de pièces à traiter thermiquement, même en cas de dimensions et de formes géométriques différentes. Par ailleurs, il n'est plus nécessaire de positionner précisément les pièces, parce que les outils d'appui qui peuvent individuellement se déplacer verticalement et être soumis à l'action d'une pression s'adaptent pratiquement à la manière d'un coussin de fixation aux différentes surfaces des pièces pendant le traitement thermique et peuvent ainsi maintenir les pièces en place sous l'effet d'une pression. Le dispositif de soutien 100 possède utilement un dispositif de transport 160 grâce auquel les pièces à traiter thermiquement peuvent être chargées et déchargées dans le dispositif de fixation suivant une direction de transport. Un exemple de dispositif de transport 160, vu selon la ligne d'observation B-B, dans la direction d'observation B de la figure 1, est représenté à la figure 2, la direction de transport étant indiquée par les pointes de flèche F. Le dispositif de transport esquissé présente dans le cas présent, par exemple, trois unités de transport 165a, 165b et 165c, pouvant être chargées séparément, la figure 2a représentant une unité de transport 165a à vide, la figure 2b une unité de transport 165b portant une pluralité de pièces à traiter thermiquement de petite taille et la figure 2c une unité de transport 165c portant une unique pièce à traiter thermiquement 300, mais nettement plus grande. Par opposition, les unités de transport peuvent faire partie de plusieurs dispositifs de fixation juxtaposés dont seul le premier est visible à la figure 1. Dans une première forme de réalisation, non illustrée par les figures, il est possible de prévoir par exemple une bande transporteuse sans fin conduite par au moins deux rouleaux de renvoi pour le transport des pièces dans la direction de transport, afin de charger et décharger automatiquement le dispositif de fixation. Dans une autre forme de réalisation, illustrée sur les figures, il est prévu de réaliser le dispositif de soutien avec des rouleaux 180 ou des cylindres au moins partiellement motorisés pour le chargement et le déchargement automatiques du dispositif de fixation. En particulier, il est apparu judicieux de réaliser les positions de soutien 150 du dispositif de soutien 100 sous la forme de nervures de soutien 160 qui sont disposées essentiellement perpendiculairement à la direction de transport pour le chargement et le déchargement des pièces à traiter thermiquement et qui s'étendent, écartées les unes des autres, sur toute la largeur d'un dispositif de transport 165 ou d'une unité de transport 165a, 165b ou 165c. Les rouleaux 180 ou cylindres peuvent dans ce cas être placés simplement dans les espaces entre les différentes nervures de soutien et peuvent de préférence se déplacer entre une première position formant saillie au-dessus des nervures de soutien et une seconde position abaissée verticalement, les positions de soutien 150 étant ainsi définies par la hauteur verticale des nervures de soutien 160 et fournies exclusivement par ces dernières ou en plus par des rouleaux ou cylindres qui atteignent au maximum cette hauteur verticale. En remplaçant un plan d'appui continu par cette conformation de nervures de soutien ou d'autres configurations d'appui fournissant des canaux, il devient possible, à l'aide d'un dispositif d'alimentation couplé au dispositif de soutien, non représenté sur les figures, d'amener pendant le traitement thermique un fluide de trempe et/ou de refroidissement de telle manière que les pièces à traiter thermiquement soient également baignées par le fluide sur la face qui est tournée vers le dispositif de soutien. Sur les côtés du dispositif d'appui 200, il est apparu bon de réaliser les outils d'appui sous la forme de barres ou de tiges et de les placer de manière mobile verticalement, dans la direction de leur longueur, pour former un type de structure tramée disposée en face du dispositif de soutien. Suivant la maille de la trame, il est ainsi possible de réaliser simplement une pluralité de forces de fixation de même nature, même dans le cas de petites pièces, ce qui assure une application extrêmement régulière de la pression sur une pièce et ce qui contrecarre donc efficacement l'éventuelle déformation. Si le dispositif de soutien est constitué de nervures de soutien, il est prévu dans une autre forme de réalisation préférée que les outils d'appui soient montés dans la structure en forme de trame de telle manière que les extrémités d'appui 255 soient alignées sur les nervures de soutien, comme le montrent sur les figures 2b et 2c les points de contact repérés 256 des extrémités d'appui 255 lorsqu'elles assurent leur fonction de fixation. En conséquence, dans ce cas, le risque de flexion et donc de déformation d'une pièce à traiter thermiquement est totalement exclu, pour l'essentiel. Comme le montrent les figures 1 et 3, les outils d'appui 250, dans une forme de réalisation préférée, sont soumis à l'action d'une pression par l'arrière, c'est-à-dire dans la direction du dispositif de soutien, grâce à au moins un dispositif élastique, de préférence à l'aide d'un ressort 270 chacun. Au niveau d'une extrémité, opposée à l'extrémité d'appui 250 de l'outil d'appui 250, l'outil d'appui est maintenu dans une première unité d'appui 210 et l'extrémité d'appui 255 passe, en étant mobile au moins dans la direction verticale, au travers d'une seconde unité d'appui 215. Entre les deux unités d'appui, qui peuvent par exemple être solidaires l'une de l'autre, un ressort 270 entoure de manière coaxiale l'outil d'appui et est retenu entre la première unité d'appui 210 et une tête de butée 256 de l'outil d'appui, qui est également prise entre les deux unités d'appui. De plus, le dispositif d'appui dans son ensemble peut se déplacer verticalement, donc dans la direction du dispositif de soutien, ce qui est indiqué par la double flèche V. Il est prévu à cette fin un dispositif de déplacement repéré 290, qui ne sera cependant pas décrit plus précisément, par exemple un dispositif de levage. Dans une autre forme de réalisation, à la place des ressorts, les outils d'appui 250 peuvent être déplacés individuellement dans la direction du dispositif de soutien à l'aide de dispositifs de levage, en particulier des dispositifs de levage entraînés pneumatiquement ou hydrauliquement.15 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation par pression pour pièces à traiter thermiquement, comprenant un dispositif de soutien (100), sur lequel repose en service au moins une pièce (300) à traiter thermiquement, pendant un processus de tempe ou de refroidissement, le dispositif de soutien fournissant des positions de soutien (150) seulement dans un plan horizontal, et un dispositif d'appui (200) disposé au-dessus des positions de soutien, comprenant une pluralité d'outils d'appui (250) possédant des extrémités d'appui (255) orientées dans la direction des positions de soutien, les outils d'appui individuels étant respectivement montés mobiles verticalement et pouvant être soumis à une pression, si bien que, dans une position de chargement ou de déchargement du dispositif, il est défini entre chaque extrémité d'appui et les positions de soutien, un espace libre qui est entièrement fermé en service, pendant un processus de trempe et/ou de refroidissement, et de telle manière que chaque extrémité d'appui repose soit sur une position de soutien, soit sur une pièce à traiter thermiquement. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, possédant un dispositif de transport {160) grâce auquel les pièces à traiter thermiquement peuvent être chargées et déchargées dans le dispositif de fixation, le long d'une direction de transport. 3. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les positions de soutien sont construites avec des nervures de soutien (160) disposées sensiblement perpendiculairement à la direction de transport pour le chargement et le déchargement des pièces à traiter thermiquement. 4. Dispositif de fixation selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de transport comprend une bande transporteuse sans fin circulant sur au moins deux rouleaux de renvoi. 5. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes 1 à 3, dans lequel il est prévu entre les nervures de soutien des rouleaux ou cylindres (180) au moins pour partie motorisés, qui peuvent être déplacés entre une première position faisant saillie verticalement au-dessus des nervures de soutien et une seconde position abaissée, si bien que, en service, les positions de soutien sont fournies par les nervures de soutien. 6. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de soutien est couplé à un raccord pour l'amenée de fluide de trempe et/ou de refroidissement pour les pièces à traiter thermiquement. 7. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les outils d'appui ont la forme de barres ou de tiges et peuvent se déplacer verticalement dans leur direction longitudinale en s'éloignant du dispositif d'appui, à la manière d'une structure tramée disposée en face du dispositif de soutien. 8. Dispositif de fixation selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de soutien possède des nervures de soutien vers lesquelles sont orientées les extrémités d'appui des outils d'appui. 9. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les outils d'appui peuvent être soumis à une pression par l'arrière, à l'aide d'au moins un ressort (270), et le dispositif d'appui dans son ensemble peut être déplacé dans la direction du dispositif de soutien. 10. Dispositif de fixation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les outils d'appui peuvent être déplacés individuellement dans la direction du dispositif de soutien à l'aide de dispositifs de levage, en particulier des dispositifs de levage entraînés pneumatiquement ou hydrauliquement.