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Dispositif d'amenée de courant pour tête chauffante mobile de @ 'dispositif de chauffage à induction électrique.
La présente invention concerne un dispositif d'amenée' de courant pour tête ,chauffante mobile d'appareil de chauffage à induction électrique. Les appareils de chauffage à induction électrique ont' déjà'donné de très bons résultats dans la pratique pour le chauffage de pièces métalliques.
Les têtes chauf-- fantes de dispositifs de ce genre sont reliées soit directement,' soit avec intercalation d'un transformateur, à la source de courant et elles servent au chauffage de pièces métalliques en vue-de la trempe superficielle, la surface seulement de la pièce d'ouvrage étant chauffée, ou bien cette pièce étant ohauf-. fée à travers toute sa masse, comme cela est nécessaire lorsque 'les pièces d'ouvrage doivent être ensuite soumises à une conformation à chaud ou-lorsque le chauffage sert à un traitement thermique tel que détente, racuisson, etc..
' 'Dans le chauffage on peut procéder de deux façons : @ la pièce d'ouvrage peut être immobile pendant le chauffage ou bien .un mouvement relatif peut être provoqué entre la pièce d'ouvrage et'l'appareil chauffant, pendant le chauffage. Etant donné 'que les appareils de chauffage fabriqués servent le plus souvent au traitement de pièces d'ouvrage de diverses conformations, il est nécessaire de rendre les têtes chauffantes intérchangeables et on.prévoit en général à cet effet une bride de raccordement sur laquelle la tête chauffante néces- saire est vissée selon les exigences de chaque cas.
Au moyen de ces pièces de raccordement, on peut, naturellement obtenir une certaine adaptation également à la position de la pièce d'ouvrage, qui est elle-même maintenue par des dispositifs mécaniques quelconques, dans lesquels elle est mise en rotation, déplacée axialement ou animée d'un mouvement de¯va-et- 'vient sur une distance quelconque, dans chaque cas, suivant les nécessités du procédé à appliquer, mais cette réglabilité des têtes chauffantes n'est pas suffisante dans la grande majorité des cas.
Au contraire il faut encore, dans la"fabrioation en grande série de pièces d'ouvrage sembla- bles, pouvoir régler la tête chaunte pour chaque pièce ' d'ouvrage ou bien il faut donner la possibilité de retirer la tête chauffante de la pièce d'ouvrage lorsque le traitement-est terminé et lorsque cette pièce doit etre retirée du dispositif. Il est en outre nécessaire, dans toutes les cir- constances, de régler la tête chauffante avec la plus grande précision sur la surface de la pièce d'ouvrage, afin de tra-
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vailler toujours avec un couplage calculé pour être rationnel et favorable au cas choisi.
A cet effet, on a procédé jusqu'ici de telle façon que la tête chauffante était fixée sur un.chariot mobile qui portait mime dans certains cas les transformateurs intermédiaires. Il fallait prévoir entre le chariot mobile et la source de courant, ou le transformateur intermédiaire, des câbles mobiles qui ménageaient un jeu suffisant au chariot.
De semblables dispositifs comportaient d'importants inconvénients. En premier lieu les câbles mobiles souffraient du mouvement constant et arrivaient à se casser, ceci se produisant même lorsqu'on les remplaç@it par des rubans, et en second lieu également parce que des pertes ohmiques et inductives se produisaient dans les conducteursd'amenée de courant, de sorte que l'ensemble du dispositif travaillait avec un rendement diminué.
Le dispositif conforme à l'invention doit supprimer les inconvénients décrits. 'On y réussit du -fait que des amenées de courant rigides sont reliées à la tête chauffante et qu'on prévoit une bride de raccordement en deux parties reliées à la source de courant et dont les parties sont iso-lées l'une par rapport à l'autre. Les amenées de courant sont supportées a coulissèrent dans cette bride de raccordement, de telle manière que l'on peut, après le réglage de¯ la tête chauffante, exercer sur la pièce d'ouvrage, au moyen de la bride, une pression de serrage qui est produite par voie mécanique, hydraulique ou magnétique. Cette pression de serrage assure, d'une part, le contact électrique, et d'autre part, le support mécaniquede la tête chauffante.
Le dispositif conforme à l'invention permet un réglage rapide de la tête chauffante sur la pièce à traiter et on évite de cette manière des perturbations quelconques, même dans la fabrication en séries la plus-rapide. Le dispositif est donc particulièrement approprié également pour la trempe dite superficielle dans laquelle la pièce d'ouvrage'est saisie sur la surface après un chauffage.
Le dispositif peut en outre être constitué également conformément à l'invention, en prévoyant dans la tête chauffante des doigts ou saillies-de contact qui mettent en fonc- tionnement automatiquement le dispositif de serrage par l'in- terlliédiaire d'un relais de commutation et de préférence d'une commande hydraulique lorsque le réglage correct de la tête chauffante par rapport à la pièce d'ouvrage est atteint.
Les amenées de courant prévues dans la bride de raccordement peuvent alors être commandées à distance et déplacées par voie pneumatique ou hydraulique.-
Un exemple de réalisation de l'idée inventive est représenté sur le dessin annexé dans lequel il s'agit de la trempe de surface de manetons ronds, par exemple sur des vilebrequins .
Le maneton de vilebrequin 1 à tremper est représenté en coupe et comporte à ses deux extrémités des flasques de manivelle 2. Pour tremper ce maneton de vilebrequin, on se sert d'une tête chauffante 3, mais celle-ci ne fait pas partie de l'invention. A la place de la tête chauffante représentée au dessin comportant un conducteur de chauffage en forme de' boucle, on peut aussi utiliser une tête der trempe entourant la pièce d'ouvrage ou bien on peut ohoisir une autre forme de l'appareil suivant des propositions antérieures connues
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ou non. La 'tête chauffante 3 est constituée de la façon connue par l'appareil de chauffage proprement dit et par les organes .d'amenée de l'agent de saisissement.
Lorsque le chauffage est terminé, l'agent de saisissement se répand par les trous de projection '34 'qui sont'percés sur la totalité de la surface intérieure de la tête. @
La tête chauffante 3 est portée par deux amenées de cou- rant rigides 4 dont chacune présente, dans l'exemple choisi, une section triangulaire et ,se complète, avec la. couche intermédiaire isolante, pour former un quatre-pans. Les trois par- ties de .l'amenée de courant rigide sont assemblées par des moyens appropriés..
La conformation peut aussi être différente; par exemple il est nécessaire dans de nombreux cas de donner a la section des organes d'amenée de courant rigides une forme semi-circulaire dé telle manière qu'elles se complètent avec la couche intermédiaire isolante.pour former une section cir- culaire. L'amenée de l'agent de refroidissement pour les conducteurs de chauffage de l'appareil et de la matière à projeter s'effectue par l'intérieur des amenées de courant rigides qui sont, à cet effet, creuses. On obtient de ce fait en même temps un refroidissement efficace des amenées de cou- rant. ' Le's raccords permettant cette amenée d'eau se trouvent sur la partie postérieure des arrivées de courant rigides derrière la bride de raccordement 5.
La bride de raccordement 5 est constituée par les deux moitiés de bride 5' et 5" qui comportent une ouverture 6 cor- respondant à- l'amenée de courant rigide 4. En 7, les deux moitiés de bride sont isolées l'une par rapport à 1'.autre.
Lorsque le-réglage désiré entre l'appareil de chauffage et la pièce d'ouvrage est effectué en déplaçant les amenées de courant 4 dans la bride 5, la bride, de raccordement 5 est fermée au moyen de la pince 8 actionnée par les pistons se trouvant,.dans le cylindre 10. A cet effet les deux moitiés de bride tournent autour des pivots 9' et 9". Il est naturel- lement possible de produire aussi le serrage par'un déplacement parallèle relatif des moitiés de bride 5' et 5". A la place des-pistons actionnés par la pince 8, on peut aussi prévoir des dispositifs mécaniques o-u électro-magnétiques.
L'effet de serrage de la bride 5 peut aussi être produit automatiquement selon l'invention, au moment où l'appareil de chauffage 5 est amené dans la position correcte par rapport à la pièce d'ouvrage 1. Ce résultat est obtenu du fait que le relais 12 est actionné en passant par le doigt de contact 11 prévu dans la tête de chauffage et la masse de la pièce d'ouvrage ou. du dispositif mécanique proprement dit qui sert à re- cevoir la pièce d'ouvrage. A la place du doigt de contact unique 11 représenté au dessin on peut aussi disposer plusieurs doigts de contact qui,. montés dans chaque cas en série, n'ac- tionnent le relais de commutation 12 qu'après que tous'les con- tacts sont'fermés.
On peut enfin procéder de façon que l'on utilise un doigt de commutation soumis à la pression d'un res- sort et par lemouvement duquel un contact placé dans l'intérieur de l'appareil de chauffage est actionné. Un contact d'auto-retenue 12' sert à maintenir le relais dans la position de mise en circuit.
Le couplage électrique nécessaire est représenté schématiquement et, en fait, il est approprié aussi bien pour la . tension normale du réseau que pour la basse tension. Il peut être monté de telle façon qu'après actionnement du relais12 la,ligne -d'actionnement proprement dite soit exempte de tension.
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De cette manière tous les risques d'accident sont bien exclus.
L'actionnèrent au relais 12 fait fonctionner un aimant d'attraction 13 qui agit sur le piston 14 plongeant dans le cylindre à huile sous pression 15. L'huile entrant par le conduit 16 dans le cylinure 10 produit une fermeture du dispositif de serrage 8. De ce fait, les moitiés de bride 5', 5" s'appliquent fermement @atour des amenées de courant rigides 4 et les main- tiennent par action ae serrée dans leur position requise selon ¯ chaque cas. Le ressort de rap, el 36 a pour effet qu'après que l'aimant 13 est privé de courant, le piston 14 est ramené à sa position de départ. Le dégagement de cet aimant 13 peut se fai-re par l'interrupteur à bouton-pressoir 17.
Le couplage peut être réalisé de telle façon que, lorsquela trempe est terminée, la coupure soit en même ternes effectuée pour la mise en circuit de la ligne de maintien du relais 12.
Les moitiés de bride de raccordement 5' et 5" sont reliées à la source de courant à haute fréquence 30 et cela, dans l'exemple choisi, en passant par un transformateur 19. Les condensateurs 21 et 22 servent à la compensation du courant déwatté dans la génératrice à haute fréquence ou dans l'appareil de chauffage et dans le transformateur. L'interrupteur 23 coupe l'amenée de courant de chauffage au dispositif.
L'avencement et le recul de l'appareil de chauffage dans le sens de la flèche double 24 peuvent être effectués automatiquement. A cet effet on se sert des cylindres 25 et 26 dans lesquels des pistons 25' et 26' se déplacent. L'appareil de chauffage proprement dit est fixé à ces pistons par l'intermédiaire de tiges de pistons 25" et 26".
Les surfaces extérieures des cylindres 25 et 26 servent de guides de glissement pour assurer un déplacement parallèle des diverses pièces. On prévoit à l'extrémité postérieure des amenées de courant un pont isolant 27 qui glisse par des manchons appropriés sur la paroi extérieure du cylindre. Le pont isolant 27 assure en même temps l'assemblage fixe des deux amenées de courant rigides isolées 11-une de l'autre. On fait passer les tiges de pistons 25" et 26" de façon' isolée à travers les brides d'amenée da courant 5' et 5", comme cela est indiqué en 28' et 28".
Pour produire le mouvement d'avancement et de recul dans le sens de la flèche double 24, le fluide d'actionnement (air comprimé ou liquide sous pression) est amené aux cylindres 25 et 26 en passant par un robinet à trois voies et des conduits correspondants, qui ne sont pas représentés dans la figure. Pour éviter un heurt trop dur de l'appareil de chauffage 3. sur la surface 1 de la pièce d'ouvrage; on peut prévoir des ouvertures d'écoulement percées de divers orifices de traversée, qui produisent une pression de la tête de chauffage sur la surface de la pièce d'ouvrage.
Le marne résultat peut aussi être obtenu à l'aide de soupapes de sûreté à surpression, qui sont montées à l'endroit approprié.
Il est rationnel de soumettre également le déplacement hydraulique ou pneumatique de la tête de chauffage à une commande automatique à distance , les couplages nécessaires étant amorcés à la main,et les autres opérations étant surveillées pat des interrupteurs de fin de course, butées, ou organes analogues.
Un dispositif conforme à l'invention, tel qu'il a été décrit, en liaison avec la trempe superficielle de manetons, est applicable, avec les appropriations nécessaires, à tous les travaux de chauffage par induction électrique. En général, il n'est nécessaire d'apporter qu de très minimes appropriations consécutives aux différentes pièces d'ouvrage. Mais
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lorsque la nature de la pièce d'ouvrage nécessite qu'il y ait par exemple deux ou plusieurs têtes chauffantes, qui agissent sur des sections de pièces d'ouvrage de conformation différente, il est rationnel de monter les dispositifs d'amenées de courant de telle manière que plusieurs brides de raccordement soient, reliées en parallèle à la source de courant, directement, ou par un transformateur intermédiaire.
Etant donné qu'un travail en parallèle de dispositif de chauffage 'n'est pas désirable en général, le déplacement pneumatique ou hydraulique des amenées de courant dans les brides de raccordement peut être verrouillé de façon qu'à chaque fois, l'une seulement des amenées de courant soit avancée avec. la tête chauffante montée en bout pour agir sur la surface de la pièce d'ouvrage. Les autres barres d'amenée de courant montées en parallèle sont alors maintenues en retrait. Si maintenant, le dispositif de serrage est actionna, il ne doit se produire une amenée de courant qu'à la tête chauffante dont les dispositifs d'amenée de courant sont poussés à l'extérieur.
Ceci est obtenu du fait que lorsque les dispositifs d'amenée de courant sont repoussés en arrière, la section des amenées de courant est diminuée dans la région de la bride de raccordement, une couche'isolante placée sur la surface extérieure des conducteurs empêchant avantageusement une fermeture du contact dans cette position, lors de la fermeture du dispositif de serrage. Cette couche isolante existant, il est possible d'actionner simultanément tous les dispositifs de serrage sans exception et indifféremment, que les tetes chauffantes soient ou non en position d'action.
Cette réalisation de l'idée inventive présente une grande Importance, car elle rend superflus les dispositifs de commutation supplémentaires et, dans le cas de l'utilisation de transformateurs intermédiaires, les transformateurs intermédiaires supplémentaires.