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" procédé et dispositifs pour le chauffage des pièces à ouvrer par des courants à haute fré- qaenoe
Alors que les fours à haute fréquence pour la fusion et pour le traitement à l'état fonda des métaux ont fait l' objet d'an travail de développement considérable pendant plusieurs années, les dispositifs pour le chauffage, par
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des courante à haute fréquence, d'objets solides sans l'inten- tion de fusion, ont conservé à peu près la forme primitive qu' on lear a donnée depuis le commencement, consistant simplement en une bobine entourant l'objet plus on moins cylindrique.
un tel arrangement a cependant, dans la plupart des cas, été trou- vé inapplicable quand il s'agit du chauffage des outils, pour lesquels il est en général caractéristique qu'une partie très limitée du corps métallique, par exemple un bord tranchant, grattant, ou broyant, une surface plane ou façonnée pour refou- ler, estoquer ou estamper les pièces à ouvrer, doit être chauf- fée séparément, par exemple pour être trempée ou reforgée, tan- dis que le reste de l'outil doit, pour diverses raisons, con- server une basse température. Dans de tels cas, il est très im- portant que le champ magnétique, et par suite les courants de Foucault, dans l'objet traitée soient concentrés dans la partie de l'objet qu'on veut traiter par la chaleur.
La présente invention se réfère à un procédé et des dis- positifs pour le chauffage local de corps de métal, comme des outil- on des pièces destinées à former des outils. D'après ce procédé, on introduit la partie de la pièce à ouvrer quton veut chauffer dans an four électrique à haute fréquence, ayant une cuirasse de fer laminé, par une ouverture dans la dite cuirassé, qui est arrangée d'une telle façon par rapport à l'enroulement du four et tellement étroit que le champ magnétique alternatif pénétrant la pièce à ouvrer soit essentiellement limité à la partie de cette pièce introduite dans le four ou immédiatement voisine de ce dernier.
Dans certains cas particuliers, par ex- emple quand il s'agit de la soudure autogène ou non d'un joint, il peut suffir de mettre ce joint tout près de l'ouverture sans y introduire la pièce. Les dispositifs de chauffage peuvent être variés pour les différents corps à traiter.
Plusieurs variantes de ces dispositifs sont représentées,
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en partie, diane façon sohématique, dans les figures 1 - 6 du dessin annexé.
La figure 1 représente un four servant à la trempe des 'brise.-pierres( fleurets de mineur ). Le four peut être con- struit aveo une longueur quelconque perpendiculairement au plan du dessin, pour le chauffage d'un brise-pierre ou de plu- sieurs simultanément. Sa cuirasse de fer consiste en un paquet de fond 1 muni d'un bossage 2 central et de parois latérales obliques 3 qui servent à appuyer la bobine 4 se rétrécissant vers le bas. Au-dessus de la bobine se trouvent des paquets 5 formant des consoles démontables.
La solidarisation de ces pa- quets avec le paquet de fond est de préférence du type enche- vgtré, et les paquets supérieurs surplombent la partie creuse clos paquets inférieurs dtune telle façon qutil reste, après l' application d'une couche appropriée 6 de protection et d'iso- lation contre la chaleur, un espace libre suffisant à l'intro- duction de la couronne du brise-pierre.
La bobine 4 et le bos- sage 2 sont protégées par une autre couche isolante 7 contre laquelle 1+outil 8 est appuyé. La moitié droite de la figure, dans laquelle la couche isolante 6 n'est pas représentée, mon- tre seulement les lignes de force magnétiques traversant le corps de l'outil, ces lignes étant concentrées presqu'exclusi- vement dans la couronne, grâce au bossage 2 et aux projections 5. On obtient donc un réchauffage localisé, par exemple sur une longueur de 1 - 2 cm.
Si on veut chauffer l'outil pour le reforger au lieu de le tremper seulement, on peut employer un dispositif aveo une partie creuse un peu plus profonde, éventuellement supprimer le bossage 2, de façon à chauffer une partie plus longue.
Les figure 2 et 3 représentent quatre différentes varian- tes du dispositif représenté dans la figure 1, les deux moi- tiés de chaque figure représentant différentes configurations
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et de la cuirasse de la bobine. Dans ces figures, on n'a repré- sente que les parties électriquement ou magnétiquement actives ainsi que les lignes de force, tandis que les éléments calo- rifuges contre la chaleur et d'antres accessoires sont omis.
Le bossage 2 est, dans toas les exemples, plus élevé que dans la figare 1, de façon à produire, pour le même espace d'enrou- lement, une concentration encore plus forte du champ dans le bout de l'outil introduit. Dans la moitié gauche de la figure 2, la bobine 4 a une largeur constante, tandis que dans la moi- tié droite, elle converge vers le bas, comme dans la figure 1.
La première configuration facilite le travail du bobinage mais cause, les autres conditions étant égales, un champ transver- sal plus fort. Dans la figure 3, la bobine entoure le bossage 2 servant de noyaa. La différence entre la moitié gauche et la moitié droite est que, dans la dernière, le bossage 2 est, au-dessus de la bobine, épanoui de façon à former une pièce polaire 9, qui doit être démontable pour faciliter le montage de la bobine achevée, et qui sert en particulier à protéger les tours supérieurs de la bobine contre une.trop forte con- centration de champ, ce qui causerait des pertes .ohmiques trop fortes par les courants de Foucault.
La figure 4 représente une forme surtout destinée au traitement des outils ayant une partie active longitudinale, comme des couteaux ou d'autres outils tranchants, bien qu'el- le peut aussi être employée pour des outils dont le bout forme la partie active, si l'exigence d'un chauffage uniforme n'est pas très rigoureuse. Le champ magnétique est, dans ce cas, de préférence transversal par rapport à la pièce introduite, au lieu d'aller dans le sens d'introduction, comme dans les fi- gares 1 - 3. L'axe de l'enroulement est en conséquence, dans la figure 4, transversal par rapport à l'encoche.
L'un dès côtés 41 de l'enroulement se trouve au fond de l'encoche,
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tandis que l'autre cote est divisé en deux parties 42, 43, ar- rangées symétriquement sur les deux cotés de la partie supéri- eure de l'encoche, tout près, au-dessous des consoles surplom- bantes 5 . Le diagramme deslignes de force montre comment:, le champ est essentiellement limité au tranchant de l'outil 10 introduit dans l'encoche.
Les figures 5 et 6 représentent, dans ses moitiés gau- ches et droites, quatre différentes variantes du dispositif d' après la figure 4. Dans les deux moitiés de la figure 5, les parties du côté supérieur de la bobine sont placées dans les extensions latérales de l'encoche qui a du reste des parois planes et parallèles, dans la moitié gauche le coté supérieur de la bobine est perpendiculaire au coté du fond tandis que dans la moitié droite, elle y est parallèle. Les diagrammes des lignes de force sont aussi représentés pour les deux cas.
En les étudiant, on trouve que la limitation du champ à la par- tie voulue de ltoutil devient plus effective, plus étroite est l'ouverture de l'encoche secondaire latérale contenant la par- tie supérieure de l'enroulement.
La moitié gauche de la figure 6 représente un arrange- ment, dans lequel une pièce à ouvrer peut être introduite par chaque bout du four, ou éventuellement, une pièce traversant le four peut être réchauffée dans une partie intermédiaire en- tre ses bouts. Les deux côtés 44 de l'enroulement sont arran- gés d'une façon symétrique autour du milieu de l'encoche qui est ouverte aux deux bouts. Un réchauffement d'une partie in- termédiaire peut aussi être effectué dans une encoche ouverte unilatéralement en modelant les parois de cette encoche de façon à concentrer le champ à une telle partie, laissant le bout relativement exempt du champ.
Pour le traitement des outils ayant un tranohant très mince et long, la partie de l'encoche, qui sert principalement
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à conduire les lignes de force , peut être très étroite, com- me le représente la partie droite de la figure 6, et dans ce cas, la partie supérieure 45 de l'enroulement peut être arran- gée tout en dehors de la cuirasse, tandis que la partie infé- rieure 41 se trouve, par exemple, au fond de l'encoche, comme dans la figure 4. Un arrangement similaire peut aussi servir à réchauffer des pièces qui ne sont pas introduites dans l' encoche mais seulement placées tout près de son ouverture, com- me des joints de tubes à souder.
Toutes les formes représentées et décrites jusqu'ici se rapportent à une cuirasse laminée dans un plan et produisant un champ qui pénètre la pièce à ouvrer dans ce plan. Si, dans quelque cas, il se trouit désirable d'obtenir un réchauf- fement parfaitement symétrique d'une pièce cylindrique ou tu- bulaire, on pourrait aussi donner au four la forme d'un corps de révolution ayant une cuirasse consistant en des paquets de tôles radiaux, avec une section conforme à l'une des figures 1 - 3, c'est-à-dire avec une butée centrale et des consoles projetant vers l'intérieur, autour de l'ouverture, et visant à concentrer le champ au bout de la pièce introduite.
La bo- bine obtient, dans ce cas,.une forme circulaire ( cylindrique ou conique ) avec une section longitudinale conforme à la fi- gure correspondante, de préférence, elle est arrangée près de la partie extérieure de la cuirasse, c'est-à-dire suivant la figure 1 ou 2.
Dans toutes les formes représentées, l'enroulement est formé d'un oonducteur tubulaire destiné à être traversé par un liquide réfrigérant. Cette façon est, en général, la plus commode d'effectuer le refroidissement nécessaire.
Les diagrammes des lignes de force sont tous tracés sans regard aux modifications apportées par les courants induits dans la pièce à ouvrer ni au caractère souvent ferro-magnétiqae
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de la dernière. En général, ce caractère augmente encore la concentration du champ pour les basses températures; à une température haute, le caractère ferromagnétique disparaît, mais en même temps la résistance devient, en général, si haa- te que les courants induits ne modifient pas considérablement le caractère du diagramme de champ.
REVENDICATIONS.
1.) procédé pour le chauffage local de pièces métalli- ques à ouvrer, tels des outils, par exemple, au moyen des cou- rants à haute fréquence, dans le but de les forger, tremper ou pour d'autres traitements, caractérisé en ce que la pièce à chauffer est introduite dans une entrasse de fer laminé, par une ouverture qui est arrangée judicieusement par rapport à l'enroulement traversé par le courant à haute fréquence et cet enroulement embrasse la pièce à chauffer d'une façon si étroi- te que le champ alternatif traversant la pièce à chauffer est essentiellement limité à la partie de cette pièce introduite dans le four on immédiatement voisine de ce dernier.
2.) Four électrique à haute fréquence pour le chauffage local de pièces métalliques à ouvrer, tels des outils, par ex- emple dans le but de les forger, tremper ou de les traiter au- trement, caractérisé par une cuirasse de fer laminé ayant une ouverture pour l'introduction de la partie à réchauffer de la pièce métallique, cette ouverture étant arrangée dans ce but par rapport à l'enroulement traversé par le courant à haute fréquence et embrassant la pièce à chauffer d'une façon si étroite que le champ alternatif traversant la pièce à chauffer est essentiellement limité à la partie de cette pièce introdui- te dans le four ou immédiatement voisine du dernier.