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" Machine à chauffer les barres et tubes métalliques."
La présente invention a pour objet une machine à chauffer les barres métalliques et les tubes, notamment les barres et tubes d'acier de toutes nuances, par utili- sation de l'effet Joule produit par le passage direct dans ces pièces d'un courant électrique qui y est con- duit par des électrodes.
Dans cette machine il est fait application du système d'électrodes pour le chauffage de pièces métalli- ques faisant l'objet du Brevet français ? 841.354 en date du 19 Janvier 1938 déposé par la même Société.
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Ce système d'électrodes se trouve d'ailleurs notablement modifié et perfectionné, particulièrement en vue de l'emploi de courants alternatifs de grande in- tensité aux fréquences industrielles.
En conséquence, les électrodes de la présen- te machine sont conformes à tous les principes et mu- nis des dispositifs énoncés audit Brevet, savoir :
Elles comportent un certain nombre d'éléments de contact reliés séparément par des connexions souples à des pièces d'amenée du courant fixées dans un support commun, ces connexions souples permettant aux dits élé- ments de se déplacer les uns par rapport aux autres dans la direction normale à la surface de contact avec la pièce à chauffer, à l'encontre d'une poussée produite sur chacun d'eux par un ressort ou par un fluide sous pression ;
Les éléments de contact et les pièces d'ame- née du courant sont refroidis individuellement par cir- culation d'un fluide réfrigérant;
Leur extrémité venant en contact avec la pièce à chauffer est garnie d'une pièce de métal bon conducteur de la chaleur et de l'électricité et capable de résister longtemps aux hautes températures;
Entre ces pièces terminales et les blocs de cuivre, sur lesquels sont brasées ou soudées les conne- xions souples, sont interposées des pièces "intermédi- aires" en contact avec le fluide réfrigérant et faites en un métal dont les conductibilités électrique et ther- mique sont convenablement choisies.
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IL peut arriver dans certains cas spéciaux qu'on désire que la température finale de la pièce ne soit pas la mme à une extrémité ou aux deux extrémi- tés que dans le corps de la pièce. Le choix convenable du "métal intermédiaire" et l'intensité de la réfrigé- ration pourront donner ce résultat dans une certaine mesure.
Les électrodes de la machine faisant l'objet de la présente invention comportent les perfectionne- ments suivants :
En vue de l'utilisation de fortes intensités de courant alternatif, les conducteurs de cuivre ame- nant le courant aux éléments de l'électrode ne sont plus, comme dans le précédent Brevet réunis en un bloc compact mais disposés suivant des secteurs d'un ou plusieurs cylindres creux et concentriques.
Diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention vont être décrites en référence au dessin ci-annexé à titre d'exemple, dans lequel :
La fig. 1 est une :coupe axiale verticale d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe axiale horizontale du même appareil.
La fig. 3 est une vue en bout d'une électrode à neuf éléments.
La fig. 4 est une coupe verticale de cette électrode.
La fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne V - V de la fig. l, dans laquelle on n'a pas repré- senté le système de relevage des doigts porteurs.
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La fig. 6 représente deux demi-coupes ver- ticales faites respectivement suivant les lignes VI-VI et VIa - VIa de la fig. 1.
La fig. 7 est une vue en bout de la tête mobile du même appareil.
La fig. 8 montre en coupe à grande échelle, un des balais.
La fig. 9 est une coupe transversale d'une forme d'exécution d'électrode composée de plusieurs séries d'éléments dont les coquilles sont des secteurs de cylindres concentriques.
La fig. 10 est une coupe verticale suivant la ligne X - X de la fig. 8.
Les fig. 11 à 15 sont des coupes axiales de cinq autres formes d'exécution de l'appareil.
La fig. 16 est une élévation de côté d'une autre variante.
La fig. 17 est une coupe transversale suivant la ligne XVII-XVII de la fig. 16.
Les fig. 18 à 20 montrent trois autres formes d'exécution de l'appareil.
Les fig. 21 à 23 sont des coupes axiales par- tielles de trois autres variantes.
La fig. 24 est une coupe axiale schématique d'une autre variante.
Sur les fig. 3-4, on voit le disque de cuivre rouge a qui amène le courant aux éléments. Chaque élément est relié à ce disque par un conducteur souple formé par exemple de clinquants de cuivre rouge soudés entre eux à l'autogène à leurs extrémités et soudé ensuite ou brasé /
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d'une part au disque a et d'autre part aux pièces.de cuivre 0 des éléments. L'épaisseur des clinquants est choisie en vue de permettre la flexibilité désirable.
Les conducteurs souples de ces nouvelles élec- . trodes sont disposés de façon que leur flexibilité est utilisée dans le sens perpendiculaire à leur longueur au lieu de l'être dans le sens même de la longueur comme dans les premières électrodes. Cette disposition permet un déplacement beaucoup plus important.
Les conducteurs d sont disposés dans le cas des figs. 3-4 suivant 9 secteurs formant "coquilles", obtenues géométriquement en coupant un cylindre creux en cuivre rouge par des plans passant par son axe. Ils sont continués par des secteurs formant un disque plan perpendiculaire à l'axe du cylindre, lequel coïncide avec l'axe de la pièce à chauffer et celui de la machine.
On a donc ainsi, dans cet exemple, 9 *coquil- les" c d e en cuivre rouge. Sur la partie e de chaque élément sont soudés ou brasés, d'un côté, le "bloc de contact" comprenant le "métal intermédiaire" f et la. pièce de contact direct ± appliquée sur la pièce à chauf- fer p, et, de l'autre côté, une-pièce métallique k for- mant appui sur l'électrode du piston h assurant la pres- sion individuelle de l'élément d'électrode.
La fig. 2 montre comment peut se faire la ré- frigération de l'élément.
On voit également sur les fig. 1 à 8 comment est appliquée la pression. Dans le Brevet antérieur pré- cité le dessin montrait que la pression était faite par
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rondelles Belleville, et la description spécifiait qu'elle pouvait aussi bien être obtenue par tout procédé hydraulique, mécanique ou électromagnétique. Sur le dessin ci-annexé à titre d'exemple la dite pression est produite par pistons hydrauliques.
On voit en I un de ces pistons qui transmet la pression au tube 2 qui sert en même temps à conduire un fluide réfrigérant.
Les cylindres hydrauliques .3 communiquent en- tre eux au moyen des canaux annulaires 4 et 5. Ces ca- naux annulaires peuvent être reliés à une distribution d'eau ou d'huile sous pression convenable, ce qui permet de commander à volonté le mouvement avant ou arrière des pistons; ou bien ils peuvent être isolés de toute distri- bution extérieure et servir uniquement à relier entre eux les cylindres hydrauliques 3. Dans ce dernier cas l'en- semble de ces cylindres hydrauliques agit comme un systè- me différentiel transmettant la pression d'un piston d'élément d'électrode aux autres pistons, ce qui assure le serrage de tous les blocs sur la pièce à chauffer en y maintenant des pressions parfaitement égales entre elles.
Dans cette dernière conception les cylindres hydrauliques peuvent être reliés d'une manière intermittente à une distribution ou à un accumulateur du fluide sous pres- sion pour la compensation des fuites.
La pression d'ensemble des électrodes sur la pièce à chauffer est donnée par un piston hydraulique ou par tout autre procédé extérieur à la machine.
Sur les fig. 1, 2, on voit comment les conduc- teurs souples des électrodes peuvent être protégés con- tre le rayonnement calorifique par des écrans 6 en métal
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non magnétique et de haute résistivité électrique par- courus par un courant de fluide réfrigérant.
Un dispositif de réfrigération 7 peut égale- ment être placé dans certains cas au centre de l'élec- trode pour arrêter le rayonnement quand la partie cen- trale de l'extrémité de la pièce chauffée n'est pas occu- pée par les blocs d'électrode. Ce serait toujours le cas pour le chauffage de tubes.
Lorsque la section de la pièce dépasse une certaine grandeur on peut être conduit à multiplier le nombre des éléments de l'électrode et il peut être avan- tageux de disposer les öcoquilles" sur deux ou plusieurs cylindres concentriques.
Les fig. 9 et 10 représentent une électrode divisée en 36 éléments dont les blocs sont répartis sur la face extrême d'une barre à section carrée. Les coquil- les forment 3 cylindres creux concentriques. Le tout doit être établi en tenant compte des résistances des circuits en parallèle et surtout de l'effet de peau ou "skin ef- fect" s'il s'agit de courantsalternatifs.
Si l'épaisseur du cuivre constituant les co- quilles est trop faible pour y loger les canaux de réfri- gération, ceux-ci peuvent être constitués par des demi- cylindres à section circulaire ou rectangulaire, soudés suivant leurs génératrices libres sur la face interne des coquilles. Ces demi-cylindres seront constitués par un métal mince de grande résistivité électrique et complète- ment antimagnétique s'ils sont placés dans le flux magné- tique.
Pour les très grandes intensités il pourra arriver qu'on ait intérêt à employer des courants alter-
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natifs d'une fréquence inférieure aux 50 périodes habi- tuelles.
La disposition générale de la machine à chauf- fer est la suivante :
Le courant électrique arrive par deux disques de cuivre rouge 8 et 9 parallèles ayant même axe que la machine.
Le disque intérieur 8 fait corps avec un tube 10 en cuivre rouge dit "tube porte-balais". Sur la sec- tion terminale de ce tube sont soudées les connexions souples 11 en clinquant de cuivre rouge soudées d'autre part à des balais en cuivre rouge 12. Ces balais forment une couronne circulaire et sont fortement appliqués sur la surface extérieure d'un cylindre creux de cuivre rouge 13 dit "cylindre principal".
L'ensemble des balais forme un organe de con- tact entre tubes porte-balais et cylindre principal qui est traité comme une électrode dont chaque balai serait un élément :
Le nombre des balais est aussi grand que possi- ble pour réduire au minimum pratiquement réalisable la . perte d'énergie au contact. Chaque balai est mobile indé- pendamment des autres dans le sens perpendiculaire à la surface du cylindre. Il reçoit indépendamment sa pression.
Il est muni d'un système de réfrigération. La surface de contact avec le cylindre peut être constituée par un mé- tal spécial améliorant le contact.
La fig. 6 montre, à gauche une demi-vue de la couronne des balais 12. Sur cette couronne on a réalisé la pression des balais au moyen d'un piston hydraulique
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par balai. Hais on peut l'obtenir à l'aide de ressorts ou par tout autre moyen.
Sur les fig. 2 et 8 on voit le dispositif des pistons hydrauliques et celui de la réfrigération des balais.
Le "tube porte-balais" est lui-même refroidi par le moyen de canaux visibles sur la demi-coupe droi- te de la fig. 6. Ces canaux arrivent jusqu'au bloc des conducteurs souples lesquels se trouvent ainsi refroi- dis à leurs deux extrémités.
Sortant des balais 12 le courant suit le "cylin- dre principal" 13 et arrive à une deuxième couronne de balais 14. (On verra que dans certains cas on pourra sup- primer l'une des deux couronnes de balais ou mêmes les deux) .
Cette deuxième couronne de balais est traitée selon les mêmes principes que la première. Sur le dessin il a été admis que la pression était produite par des ressorts à lame.
Au cours des manoeuvres, on est conduit à com- mander la levée des balais et leur application sur le cylindre. Avec la pression hydraulique rien de plus sim- ple ; quand on fait usage de balais à ressorts comme en 14 et 15 la levée de l'ensemble des balais de la cou- ronne peut se faire par exemple par le moyen d'une roue à rochet (non représentée), placée sur le disque porte- balais, concentrique à lui, et mobile dans une glissière annulaire. Chaque dent de cette roue à rochet forme une came qui relève un balai quand la roue tourne d'un cer- tain angle inférieur au pas d'une dent. Elle l'abaisse quand elle revient à sa position initiale.
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Sur le côté droit de la fige 2, côté de l'é- lectrode E 2, on voit codent se fait la réfrigération de ces balais 14.
Les balais 14 sont reliés, par une connexion souple en clinquant, à un deuxième tube porte-balais 16 faisant corps avec un disque de cuivre rouge 16a.
C'est sur ce disque 16a que sont soudées les connexions souples des éléments de l'électrode E 2.
Le courant arrive par cette électrode à la barre ou au tube chauffé d'où il sort par l'autre élec- trode EI, reliée par coquilles et connexions souples au disque d'amenée du courant 9.
La disposition ainsi adoptée pour le parcours du courant permet de réduire au minimum l'énergie réac- tive car le seul champ magnétique existant est celui qui occupe l'espace annulaire compris entre tubes porte- balais et cylindre principal d'une part et barre et élec- trode d'autre part.
Elle permet de choisir judicieusement les diamètres des cylindres, tubes porte-balais, électrodes, pour avoir partout des densités de courant admissibles, sans exagérer l'importance de la puissance réactive et tout en utilisant au mieux la section du cuivre compte tenu des courants de Foucault et de l'effet de peau.
Le parcours des lignes de force du champ magné- tique étant bien connu, il est très facile de calculer les puissances réactives et les courants de Foucault.
Le refroidissement de tous les organes se fait facilement et aussi parfaitement qu'on le désire. L'iso-
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lement des conducteurs électriques est facile. La maohi- ne, est bien protégée.
Le courant est amené aux disques 8'et 9 par des couples de barres de polarité différentes allant jusqu'au réseau ou jusqu'au transformateur. On peut ainsi réduire à telle valeur que l'on veut la densité de courant dans ces barres et supprimer les effets nuisi- bles des courants de Foucault, de l'effet de peau et de la puissance réactive.
D'autre part, comme il est nécessaire de fai- re subir des déplacements longitudinaux aux électrodes, la disposition adoptée présente le très grand avantage de supprimer tout conducteur souple de grande section.
Il ne reste comme conducteurs souples que les connexions des balais et des éléments d'électrodes.
La perte d'énergie au contact des balais peut être rendue très faible et réduite à toute valeur pra- tiquement désirable. l'our les très hautes intensités on peut d'ail- leurs être conduit à doubler ou multiplier chaque cou- ronne de balais pour en augmenter le nombre en vue de réduire la perte au contact. Cette perte est en effet, pour un courant total donné et pour une pression donnée, en raison inverse du'nombre des balais. Il y aura lieu, dans cette démultiplication des lignes de balais de te- nir compte des courants de Foucault et de l'effet de peau comme cela a été fait ci-dessus pour les électro- des à coquilles multiples'.
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La longueur des barres à chauffer variant dans certaines limites données, il est nécessaire que la distance entre électrodes puisse varier. Cela est obtenu par le déplacement longitudinal du cylindre principal par rapport à l'une ou à l'autre des élec- trodes ou par rapport aux deux, grâce aux deux couron- nes de balais, chaque couronne étant solidaire d'une électrode.
Sur la fig. 2, on voit la coupe horizontale de la carcasse 16b de l'électrode El. Cette carcasse, dans le cas représenté, est fixe, boulonnée sur le bâti de base de la machine.
Sur cette carcasse 16b sont boulonnés en porte-à-faux, d'une part, les deux disques d'arrivée du courant 8 et 9 et, d'autre part, le flasque 17 por- tant la tête TI de l'électrode EI.
La tête TI et les deux disques 8 et 9 se trouvent ainsi en porte-à-faux et sont parfaitement ac- cessibles pour la visite de la tête et pour l'établis- sement des connexions entre réseau ou tra.nsformateur et disques.
Sur la fig. 2 on voit aussi une partie de la carcasse 19 du cylindre principal, ainsi que la coupe de la carcasse 18 de l'électrode E2 sur laquelle est fixé le flasque 21 portant la tête T2 de cette électro- de.
Cette tête T2 est recouverte d'un chapeau 22 qui peut recevoir la pression d'ensemble à appliquer sur les électrodes et le mouvement de va-et-vient de T2 et cela par tout procédé hydraulique ou mécanique
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qu'on jugera le plus convenable dans chaque cas.
La carcasse 18 peut glisser sur les glissiè- res 23 qui se présentent comme un banc de tour.
La carcasse 19 du cylindre principal peut aussi coulisser sur les mêmes glissières 23.
On expliquera ci-après que dans certains cas on est conduit à solidariser les carcasses 18 et 19. C'est ce qui est représenté sur la fig. 2 par l'em- ploi de bielles 20.
Le cylindre principal est garni intérieurement de réfractaire calorifuge pour réduire au minimum les pertes par rayonnement.
Dans la machine représentée aux figs. 1 à 8, on a admis que les manoeuvres se faisaient comme suit :
La carcasse du cylindre est solidaire de celle de la tête T2 et l'ensemble peut coulisser sur les glissières 23. Des doigts porteurs 24 (fig. 1 et 5) sont portés par le bâti 25 pouvant coulisser sur les glissières 26 parallèles aux glissières 23.
Le cylindre principal comporte à sa partie inférieure une fente 27 par laquelle les doigts 24 peuvent pénétrer dans le cylindre jusqu'à venir au contact de la barre. Leur extrémité est entaillée en V pour recevoir cette barre et la tenir en équilibre quand la pression des électrodes cesse de tenir la barre.
Cette fente permet aussi un déplacement re- latif longitudinal des doigts par rapport au cylindre.
Le mouvement de monte-et-baisse des doigts est assuré par tout procédé hydraulique, pneumatique ou
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mécanique le plus approprié au cas d'espèce d'applica- tion de la machine.
Les extrémités supérieures des doigts sont de préférence en métal non magnétique. Les doigts sont formés de tubes et sont refroidis comme indiqué schéma- tiquement au dessin.
On voit sur la fig. 5 un dispositif d'obtura- tion de la fente par une pièce garnie de réfractaire et solidaire du support des doigts.
Lorsqu'une pièce est en train de chauffer, les doigts sont abaissés. La pièce étant chaude ils se relèvent jusqu'à venir au contact de la barre. En même temps le courant est coupé. Puis les balais 12 de TI sont relevés et l'ensemble T2 et cylindre glisse vers la droite de façon à découvrir la barre. Celle-ci est éjectée par un dispositif non représenté et une nou- velle barre froide vient se placer sur les doigts. A ce moment l'ensemble cylindre et T2 glisse vers la gauche, la pression sur la pièce est assurée à une va- leur convenable par les électrodes et le dispositif de poussée sur T2, puis les balais 12 s'appliquent sur le cylindre, les doigts 24 s'abaissent et le courant est envoyé dans la machine.
Toutes ces opérations peuvent être réglées automatiquement avec une grande facilité et ne demandent que quelques secondes.
Il est facile de régler la température de la barre à l'aide d'une cellule photo-électrique et de faire en sorte qu'elle ne puisse sortir que lorsque sa tempé- rature a atteint la valeur fixée.
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L'ensemble de la machine est propre et net, ne présente aucun danger et ne rayonne pas de chaleur extérieurement. Tous les matériaux, à part les blocs d'électrodes en contact direct avec la barre et le ré- fractaire du cylindre sont à basse température, ce qui réduit les pertes d'énergie au minimum et assure une durée pratiquement indéfinie de la machine.
Le cylindre principal étant fendu presque totalement suivant une génératrice et étant soumis d'au- tre part à la pression des balais qui peut atteindre un chiffre élevé, il est nécessaire de le renforcer là où il subit cette pression. Ce renforcement est forcément intérieur, les balais portant sur la surface extérieure.
On a prévu à cet effet des cercles métalli- ques 27a calculés pour résister à la pression des ba- lais avec une très faible flèche.
Ces cercles étant placés dans le flux magné- tique sont en métal spécial non magnétique et de grande résistivité électrique.
Les courants de Foucault, sont réduits à une très faible valeur.
Les cercles peuvent être faiblement isolés du cylindre et entre eux.
Ils sont parcourus par un courant d'eau de réfrigération qui est amenée par le tuyau 28 (fig. 6) qui débite en parallèle dans tous les cercles du côté de la tête TI, l'eau ressort par le tuyau 29. Les deux tuyaux suivent parallèlement la fente du cylindre jusqu'à la carcasse. L'existence de ces tuyaux n'augmente pas
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les courants de Foucault sensiblement. Ils doivent être en métal non magnétique et de haute résistivité.
Les deux cercles du côté T2 peuvent servir d'arrivée et de retour pour l'eau de réfrigération du cylindre. On voit sur la fig. 6 les canaux de réfrigé- ration du cylindre. La moitié peut en être raccordée en parallèle sur un cercle et l'autre en parallèle sur l'autre cercle.
Il va sans dire que ces dispositions de détail ne sont données qu'à titre d'exemple et peuvent subir de nombreuses variantes.
Le dessin montre la façon dont la machine est isolée :
Dans cet exemple, on a supposé que la tête T2 est à la masse et à la terre.
Une machine agencée comme il vient d'être dé- crit peut servir à chauffer des pièces de dimensions extrêmement variables tant par leur section que par leur longueur. On peut traiter des barres pleines ou des tubes.
La longueur des pièces peut varier de quelques centimètres à 15 mètres et plus.
La section peut varier de quelques centimètres carrés à plusieurs décimètres carrés. Cette section peut étre de forme quelconque.
De ce fait on est conduit à disposer la ma- chine selon un grand nombre de façons différentes et les manoeuvres sont aussi très variables suivant l'uti- lisation.
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Les fig. 11 à 20 représentent schématique - ment quelques-unes des dispositions que l'on peut adop- ter.
La fig. 11 montre une machine horizontale dont le cylindre est solidaire de T2.
Le mouvemet longitudinal du système des doigts porteurs est indépendant dans une certaine mesure de ce- lui de T2.
La partie du cylindre servant à l'allongement de la machine est placée du côté de TI.
La mise en place et la sortie de la barre se font grâce au déplacement longitudinal du cylindre qui couvre et découvre la barre.
Dans la machine horizontale montrée à la fig. 12, le système des doigts est solidaire de T2.
Le cylindre a un certain déplacement longitu- dinal selon la longueur de la barre.
Les barres sont amenées hors du cylindre au lieu que ce soit le cylindre qui se déplace pour les découvrir.
La partie du cylindre servant à régler la lon- gueur de la machine selon celle des barres est du côté de TI.
La fig. 13 représente une autre machine hori- zontale :
La carcasse du cylindre est fixe, solidaire de celle de TI. La tête T2 glisse en même temps que le système des doigts pour sortir la barre du cylindre. Il peut y avoir un mouvement relatif du système des doigts ;'Il par rapport à T2.
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La partie du cylindre servant à régler la longueur de la machine est du côté de T2.
Une autre Machine horizontale est montrée par la fig. 14 :
La carcasse du cylindre est fixe, solidaire de TI.
La fente inférieure du cylindre est assez lar- ge pour permettre le passage de la barre. L'amplitude du glissement de T2 et des doigts se trouve très dimi- nuée par rapport aux variantes ci-dessus, ce qui permet de diminuer l'encombrement.
Suivant la fig. 15, la machine horizontale présente la même disposition que ci-dessus, mais tandis que la partie inférieure du cylindre ne présente que deux ouvertures réduites, sa partie supérieure comporte une fente assez large pour laisser passer la barre.
Un chapeau sera prévu pour fermer la fente pendant le chauffage.
On peut aussi envisager, dans cette variante, que la barre, au lieu d'être portée par des doigts pen- dant la manoeuvre, soit suspendue au chapeau de la fente.
Les fig. 16 et 17 représentent une machine qui peut être horizontale ou verticale.
Le cylindre se déplace longitudinalement ainsi que T2 de façon à tre complètement sorti des couronnes des balais.
Il s'ouvre alors en deux coquilles qui lais- sent apparaître la barre, laquelle est supportée par les doigts dont le déplacement est lié à celui du cylin-
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dre. Le cylindre ne présente que deux ouvertures rédui- tes, à sa partie inférieure, pour le passage des doigts.
Il est à remarquer dans cette variante que les deux couronnes de balais sont nécessaires tandis que dans les autres on pourrait en supprimer une et la remplacer par des connexions fixes et même le cylindre pourrait faire corps d'un côté avec le tube-porte-balais correspondant.
Au lieu d'être posé sur une glissière infé- rieure, le cylindre pourrait 'être suspendu à une poutre et s'ouvrir vers le bas.
Au lieu de s'ouvrir en coquille, les deux demi-cylindres pourraient glisser latéralement.
La fig. 18 montre une machine verticale ;
Une telle disposition peut être préférée pour chauffer des barres courtes ou bien si la place manque dans le plan horizontal;
La tête TI fixe est en bas, la pression est donnée par le haut;
Le cylindre fait office de cloohe.
Il ne présente pas de fente longitudinale, ce qui donne une facilité supplémentaire si l'on veut trai- ter des pièces en atmosphère contrôlée.
Une autre machine verticale est indiquée sur la fig. 19:
La tête fixe TI est en haut, la tête mobile T2 s'efface par le bas en amenant la barre avec elle.
Dans les deux variantes ci-dessus on peut ins- taller un dispositif de collier au,fourche empêchant le renversement de la barre quand la pression des électrodes cesse pour les manoeuvres. Si ce dispositif doit rester.'
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en partie dans le champ pendant le chauffage, cette par- tie doit être en métal non magnétique de haute résistivi- té. Elle sera formée de tubes refroidis. On peut aussi souvent disposer une tige centrale verticale passant à travers l'électrode supérieure ou inférieure et servant à guider la pièce chauffée, cela plus particulièrement si cette pièce est en tube.
Dans les machines verticales, on peut, à titre de variante, suspendre la pièce à la tête supérieure au lieu de la faire porter sur l'électrode inférieure.
Comme dit ci-dessus, on peut être conduit, par raison de simplicité ou d'économie des frais de construc- tion, à supprimer une couronne de balais dans tous les cas où il n'y a pas mouvement relatif obligatoire entre cette couronne de balais et le cylindre principal. On supprime en même temps le dispositif de pression, celui du relevage et les conducteurs souples correspondants.
On établira alors des connexions vissées ou soudées sur cylindre et disque d'électrode ou tubes porte-balais ou tout autre dispositif équivalent au point de vue de la qualité des contacts.
Par exemple, si la couronne de balais supprimée est celle de T2, on peut souder ou raccorder directement sur le cylindre principal les connexions souples des élé- ments de l'électrode E2. On peut même, dans certains cas, supprimer les deux couronnes de balais. Par exemple, dans les variantes (fig. 14 et 15) ci-dessus décrites, si la longueur des pièces à chauffer ne varie pas dans de trop grandes limites, l'une des deux couronnes de balais étant supprimée, on peut remplacer l'autre, ou même les
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deux, par un système de conducteurs souples de longueur convenable. Ces conducteurs souples sont alors raccordés d'une part à une extrémité du cylindre principal et d'au- tre part à ce qui remplace le tube porte-balais corres- pondant.
Le schéma représenté fig. 20 donne un exemple de cette disposition : On y a supprimé la couronne de balais côté T2 en raccordant directement au cylindre principal les connexions souples de l'électrode E2, et on y a remplacé la couronne de balais côté Tl par une couronne de conducteurs souples d1.
T1 est fixe, T2 fait corps avec le cylindre principal et coulisse longitudinalement selon la longueur de la pièce chauffée. Le système des doigts porteurs peut coulisser aussi d'une certaine quantité.
La fente du cylindre principal par où se fait l'entrée et l'évacuation de la pièce chauffée peut être située en haut ou en bas ou latéralement. Il peut y avoir, comme dans les variantes représentées fig. 14 et 15, une fente d'entrée et une fente de sortie.
S'il est nécessaire de refroidir les conduc- teurs souples, il est facile d'aménager leur ventilation.
On pourra toujours s'arranger pour que la densité de cou- rant n'y soit pas trop élevée.
La machine suivant l'invention peut très bien se prêter au traitement thermique des barres et des tu- bes. La mise en température peut être très rapide on lente à volonté. La nature du courant employé pourra dépendre du mode de traitement recherché. On pourra fa- cilement rendre hermétique le cylindre si l'on veut faire
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le traitement en atmosphère contrôlée. Si l'on désire réaliser un échauffement et un refroidissement rapides, on pourra avoir avantage à supprimer le réfractaire ca- lorifuge du cylindre et à augmenter au maximum la ré- frigération de la machine.
Les couronnes de balais ne sont pas forcément en contact avec la surface extérieure du cylindre princi- pal : On peut très bien supprimer partiellement ou même complètement le réfractaire à l'intérieur du cylindre et faire appliquer les balais sur sa surface interne. Le cylindre étant bien refroidi comme il a été dit, on peut faire en sorte que sa surface interne reste propre et polie, surtout si on la recouvre d'un dépôt métallique approprié. Dans ces conditions les contacts entre ba- lais et cylindres restent bons. De plus, la perte par rayonnement, toujours faible en raison de la rapidité de la chauffe, n'e.st pas très sensiblement différente de ce qu'elle est dans le cas de balais extérieurs avec réfractaire dans le cylindre.
La disposition des balais à l'intérieur du cylindre peut être adoptée pour les deux électrodes, mais elle paraît surtout indiquée du côté de l'électrode mobile.
La fig. 21 donne un exemple de la façon dont on peut réaliser cette conception. On y a supposé que la pression des balais 14 est produite par pistons hy- drauliques dont les cylindres sont percés dans un anneau en une pièce ou en plusieurs tronçons fixés sur le sup- port 31 par un certain nombre de boulons prenant la place d'autant de cylindres hydrauliques supprimés, mais tous
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les modes de pression, de relevage et de réfrigération applicables aux balais extérieurs le sont aux balais intérieurs.
La pression de l'ensemble de l'électrode mobi- le sur la pièce chauffée 2 se fait au moyen de la tige creuse 30.
La pression des balais sur le cylindre princi- pal 13 agissant de l'intérieur vers l'extérieur, il n'y a pas à prévoir de cerclage intérieur au cylindre. Le cerclage, constitué par la carcasse 19 du cylindre, est extérieur et par conséquent hors du champ magnétique, ce qui est un avantage.
L'une des couronnes de balais étant intérieure au cylindre principal, l'autre peut être intérieure ou extérieure, ou encore ses balais peuvent s'appliquer sur la tranche du cylindre 13.
Cette dernière disposition est représentée aux fig. 22 et 23 pour l'électrode fixe. Les cylindres hydrau-: liques des balais 12 sont percés dans la masse d'un an- neau qui peut être en plusieurs tronçons dont la fixa- tion sur le support 32 peut se faire par un certain nom- bre de boulons prenant la place d'autant de pistons.
Sur la fig. 22 on a conservé le porte-à-faux des disques 8 et 9. '
Ce porte-à-faux, qui n'est d'ailleurs jamais obligatoire, mais qui donne des facilités pour les rac- cordements au transformateur ou au réseau, a été supprimé sur la fig. 23.
La suppression du porte-à-faux diminue, dans cette fig. 23, la longueur des deux cylindres concentri-
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ques dont l'un porte les balais 12 et l'autre les élé- ments e de l'électrode.
La construction avec balais intérieurs se prê- te aux mêmes variantes que celles précédemment décrites et dont un certain nombre sont représentées aux figs. 11 à 20.
Un avantage important de cette disposition des balais est de diminuer notablement l'encombrement lon- gitudinal de la machine lorsqu'elle est destinée à chauf- fer des pièces de longueurs variables.
Soit, par exemple, 1 la longueur de la pièce à chauffer la plus courte et L celle de la pièce la plus longue :
La longueur du cylindre principal est voisine de L.
Dans les machines avec balais extérieurs précé- demment décrites, la longueur des cylindres porte-balais est au moins L - 1 et, lorsqu'on traite la pièce la plus longue, la longueur de la machine entre disques 8,9 et électrode mobile est au moins L (L - 1).
Au contraire, dans une machine munie de balais intérieurs au cylindre, on voit que lorsqu'on chauffe la pièce la plus longue la distance entre disques 8, 9 et électrode mobile est voisine de L.
La différence est d'autant plus grande que L - 1 est plus grand.
L'emploi pour une électrode de balais intérieurs donne donc notamment les avantages suivants par rapport aux balais extérieurs :
Suppression d'un cerclage placé dans le champ magnétique ;
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Diminution de la longueur de la machine si elle est destinée à chauffer des pièces de différentes longueurs;
Amélioration du rendement par suite de cette diminution;
Réduction de la puissance réactive en raison de ce que la longueur du flux magnétique annulaire est toujours approximativement égale à celle de la pièce chauffée.
La construction représentée aux fig. 22 et 23 paraîtra plus spécialement indiquée dans le cas où le cylindre 13 s'ouvre en deux coquilles, dans le genre de ce qui est représenté aux fig. 16 et 17, car alors le cylindre peut n'avoir aucun déplacement longitudinal.
Si la longueur des pièces traitées varie dans de grandes limites, la tige 30 pourra être soutenue par un ou plusieurs supports passant à travers une ou plu- sieurs fentes longitudinales du cylindre et solidaires d'une glissière extérieure à celui-oi.
La commande de la tige 30 peut 'être quelcon- que, hydraulique ou pneumatique ou mécanique, par exem- ple par une chaîne comme dans un banc d'étirage.
Une autre disposition de la machine à cylindre télescopique, permet, tout en conservant tous les balais à l'extérieur du cylindre principal, d'obtenir le même encombrement longitudinal qu'avec balais intérieurs.
Pour cela on peut par exemple traiter l'un des cylindres porte-balais, ou les deux, comme devant cons- tituer avec le cylindre principal un ensemble télescopi-
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que dont la longueur développée se règlera sur celle de la pièce chauffée.
Si l'on considère par exemple la variante mon- trée à la fig. 11, au lieu de donner à l'électrode Tl approximativement la même longueur que celle du cylindre porte-balais correspondant, on peut lui donner le mini- mum de longueur possible.
Soit alors a la longueur du cylindre porte- balais 10 de T1 et 1 la. longueur de la pièce chauffée la plus courte. Quand on chauffe cette pièce une partie a du cylindre principal se trouve engagée à l'intérieur du porte-balais 10.
Si ensuite on fait glisser le cylindre princi- pal de a vers la droite, la longueur de la pièce trai- tée pourra être 1 - a - E et la longueur totale de la machine entre disques 8, 9 et électrode T2 sera approxi- mativement L, comme dans une machine à balais intérieurs.
On peut aussi envisager une construction com- prenant un cylindre télescopique en plusieurs tronçons et muni de plusieurs couronnes de balais.
On obtient encore d'autres formes de la machine en faisant porter les balais, non plus sur le cylindre principal, mais sur les corps d'électrodes.
La fige 24 du dessin ci-annexé représente sché- matiquement en coupe une machine ainsi agencée.
Pour plus de généralité on a supposé les deux électrodes mobiles.
Les balais C, qui s'appliquent sur le cylindre 16de Tl sont raccordés au disque 9 et les balais B fai- sant contact avec le cylindre 16b de T2 sont reliés au
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cylindre principal. Le mouvement et la pression des électrodes se font par les tiges 30a et 30b.
On a conservé, dans cette fig. 24, les balais A reliant le disque 8 au cylindre principal 13.
On peut supprimer un ou deux des groupes de balais, ou même les trois en les remplaçant par soudures ou connexions rigides ou souples, de même qu'on peut ne laisser subsister qu'une des tiges de pression 30a, 30b.
Toutes variantes envisagées précédemment sont applicables à une telle machine.
D'ailleurs, d'une façon générale, en considé- rant la fig. 24; on voit que dans toute machine de ce gen-' re on doit assurer par contacts rigides, souples ou glis- sants les raccordements ci-après :
1 Entre disque 8 et cylindre principal 13 ;
2 Entre cylindre principal 13 et cylindre 16b de l'électrode T2 ;
3 Entre cylindre 16a de l'électrode Tl et disque 9.
Le premier raccordement peut être fait par un groupe de balais A reliés au cylindre 10 et s'appliquant sur le cylindre principal 13 soit intérieurement, soit extérieurement, soit sur sa tranche. Ce même groupe peut être relié au cylindre principal 13 et s'appliquer sur le cylindre 10 soit sur ses surfaces interne ou externe, soit sur sa tranche. Ou encore les balais A peuvent être supprimés et remplacés par soudures ou connexions rigides ou souples.
Le deuxième raccordement peut être fait par un groupe de balais B reliés au cylindre principal 13 et
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s'appliquant sur le cylindre 16b de T2; ou bien ces ba- lais peuvent être portés par T2, reliés au cylindre lob et faire contact avec le cylindre principal 13 sur ses surfaces interne ou externe ou sur sa tranche; ou bien les balais B peuvent 'être supprimés et remplacés par soudures ou connexions rigides ou souples.
Le troisième raccordement peut être réalisé par un groupe de balais C reliés au cylindre 9a, qui fait suite au disque 9, portés par lui et s'appliquant sur le cylindre 16a de Tl; ou bien les balais C peuvent être portés par Tl, reliés à 16a et s'appliquer sur le cylindre 9a intérieurement ou extérieurement ou sur sa tranche; ou bien ces balais peuvent être supprimés et remplacés par soudures ou connexions rigides ou souples.
En combinant tous ces modes de raccordement entre eux et avec les variantes de construction précé- demment décrites et dont certaines sont représentées aux fig. 11 à 20, sans que l'énonciation faite soit li- mitative (chaque mode de raccordement peut donner lieu à de nouveaux dispositifs de manutention), on est con- duit à la création d'un grand nombre de modèles de ma- chines parmi lesquels le choix se portera sur celui qui paraîtra le mieux approprié à l'application spéciale envisagée. liais toutes ces machines conservent les carac- téristiques originales et essentielles mentionnées.