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APPAREILLAGE A LAMPES POUR LE TRAITEMENT TEHRMIQUE
DES METAUX PAR HAUTE FREQUENCE,
La présente invention, système Grume 1 , se rapporte à un appareillage perfectionné pour les traitements métallurgi- ques on haute fréquence.
On sait que la chauffe par induction en haute fré- quence d'une pièce métallique, en vue de traitements divers tels que trempe, -soudure etc...st obtenue en plaçant la piè- ce à traiter dans un inducteur ou four à haute fréquence dont la forme géométrique dépend de la forme même de ladite pièce et de l'effet qu'on désire obtenir ; bobinage doit être par- oouru par un courant haute fréquence d'une intensité telle que le champ ainsi créé soit de valeur suffisante pour provoquer par induction dans la pièce ou partie de pièce traitée, des pertes telles que celle-ci atteigne la température désirée.
Pour de multiples raisons d'ordre pratique, tant mé-f caniques qu'électriques, il y a intérêt à réaliser des induc- teurs de chauffe à faible nombre de spires ot même bien sou- vent à une seule spire. Ces inducteurs présenteront donc une réactanoe très faible (bien souvent très inférieure au micro- henry), ramèneront une résistance de charge utile également très faible (du dizième au Millième d'ohm suivant la pièce à traiter et la fréquence utilisée) et devront être parcourus de ce fait par des courants de très forte intensité.
Il en ré- sulte que, dans tous les cas d'utilisation, l'on devra passer obligatoirement par l'intermédiaire d'un transformateur abais- seur pour l'alimentation de tels inducteurs, transformateur dont le secondaire ne comportera généralement qu'une seule spire et devra âtre relié à l'inducteur par des connexions extrêmement courtes pour éviter les chutes inductives.et les pertes par effet Joule,
Dans le Bas d'un générateur à lampe, le primaire dn transformateur constituera généralement la self de circuit oscillant qui sera le plus souvent le siège d'une puissance apparente très importante eu égard à la puissance utile, si bien que les éléments de circuit oscillant devront également être groupés au voisinage de la pièce à traiter.
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Si on examine niintenant les choses du point de vue pretique on constate que l'on sera ainsi amené à disposer contre la pièce â traiter un watériel important donc encombrant, ce qui peut être tr-es gênant dans le cas où le traite no nt thermique est accompagné d'opérations néoaniques nécessitant un outillage également encoribrant, La situation se compliqua encore du fait que toutes les portions de circuits portées à une tension dangereuse pour le personnel doivent être enfermées dans un carter de protection. Enfin, dans le cas où l'opération de traiteaent thermique se trouve intercalée dans une chaîne de
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fabrication, il 1,#iporte que si une avarie importante se produit dans le gércrateur haute fréquence, le rer.rplaC8f:'\6nt des élémepts défectueux puisse se faire très rapide8nt afin d'inaobi- liser la chaîne le moins longtemps possible.
Ces différents desiderata sont satisfsits par l'agence- Ment suivant l'invention, caractérisé par les dispositions ciaprès :
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1 ) Les él111l(;jnts qu'il est indispensable de placer au voisinage immédiat de le pièce à tr-.- ite r, c'est-à-dire soit le t:ranSfOI'ri8 tour seul , soit la transformateur avec les élénents du circuit oscillant, sont disposés dans un chariot blindé de f or+Je co*-.iven,-..b2e. po) Les lampes d'entrstie-. des oscillation" et leurs circuits auxiliaires sont soupes dans un :':8U018 qui, aux irôque;ces généralement utilisées pour les trr,i te:'1Onts thermiques, peut sans inconvénients 6tre placé à plusieurs métres du chariot, c'est-à-dire totalerlt3'1t dégngé de l' instcll.1 tion mécanique.
On donnera ci-dessous, à titre d'exemple non 11itatif la description d'un chariot conforme à l'invention.
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La figure l représante le scnéoa de principe des circuits à haute fréquence. In 1 est l'enroulement inducteur constituant le four haute fréquence; en 2 le transt'ort'1ateur 2a étant l'enrouleQer¯t secondaire d'utilisation, 2b l'enroulenent primaire formant self de circuit oscillant, 2c un enroulement auxiliaire donnant la tension en opposition de phase avec la
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tension pri';12ire, nécessaire à l'entretien des oscillations; en 3 le condensateur de circuit oscillent. Ces différents é10ents sont disposés dans le ohatiot blindé 10.
En 4 est la lampe d'entretien des oscillations, dis-
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posée avec ses circuits auxiliaires un ''l6uble séparé 20.
Les figures 2, 3, 4 donnent respoctivernar-t les vues de profil, do 1±.Cù et en plan de l'ensemble du chariot. Sur li figure 2 et la figure 4 les panneaux de fermeture sont supposés enlevés.
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En 2 est représenté le trùnsf0rmsteur haute fréquence sans fer et en 3 le condensateur du type à gaz comprimé. La face avant du chariot peut être équipée avec un panneau de montage,
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très rigide, 5, munie de Tcinures (de la même façon qu'un plateau do fraiseuse par exemple), qui permettent le montage facile et rppide des inducteurs de chauffe et de l'outillage de menu- tention.
Au centre de ce panneau, se fait la sortie du secondaire du transformateur par deux plots 6,
Sur la vue en plan 4, on polit se rendre nette tuent compte de la forme particulière de ce chariot dont l'avant est effilé
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pour dégager au maximum la région de l'inducteur de chauffe.
Le chariot est porté par des galets de roulement 7. Desvérins 8 permettent d'immobiliser le chariot et d'ajuster sa hauteur si nécessaire.
Les raccordements électriques et hydrauliques entre le chariot et le reste de l'installation se font par canalisa- tions souples se raccordant suivant les cas, soit par le des- sous du chariot et passant en caniveau, soit par la dessus et passant en aérien.
Lorsque l'appareil est utilisé pour la trempe, le panneau de montage 5 peut recevoir un bac 9, dans lequel re- tombe la liquide de trempe. Ce bae qui n'a pas de parois du côté du ohatiot, repose à sa base sur une gouttière 10 par laquelle s'écoule le liquida tombant dans le bac. Il est fixé au panneau 5 à l'aide de crochets, ce qui donne la possibilité de l'enlever instantanément et de faciliter au maximum le démontage des inducteurs et de l'outillage. L'étanchéité la- térale est simplement obtenue par des rainures verticales for- mant chicanes.
Quedques particularités dans la réalisation des circuits électriques doivent être signalées 1 le primaire du transforma- teur est composé de deux bobinages cylindriques 2b all et 2b2 disposés bout à bout coaxialement, et réunis en parallèle suivant figure 5, le point milieu étant mis à la terre.
Un bobinage 2b1 est au pasà droite, l'autre 2b2 au pas à gauche, de façon que les flux produits soient additifs. Il résulte de cette disposition deux avantages principaux :
1 ) C'est au contre du bobinage, c'est-à-dire dans la région de champ le plus intense que la tension est la plus faible, ce qui permet do disposer, dans cotte partie, un bobi- nage secondaire 2a, de hauteur plus réduite quo le primaire, mais très rapproché de colui-ci, et de réalisar ainsi un coef- ficient de couploge aussi grand que possible.
2 ) Ces circuits qui sont le siège d'une puissance appa- rente importante eu égard à leurs dimensions, doivent être en- tièrement refroidis par circulation deau y compris les con- nexions et les bornes. En conséquence, la dispositif suivant est réalisé : le condensateur de circuit oscillant 3 est équi- pé avec un système de borne concentrique (figure 5) dont la partie extérieure, reliée à une armature est mise à la masse; la partie centrale reliée à l'autre armature est portée au haut potentiel.
D'autre part, le bobinage du primaire du transformateur est réalisé en tubes. Ces tubes se prolongent individuelle- ment pour chaque 1/2 primaire jusqu'à leur raccordement sur la borne du condensateur suivant figure . La refroifissement est alors assuré dans les conditions suivantes : l'eau arrive en A (par conséquent sur un point mis à la terre) refroidit la zone correspondante de la partie extérieure de la borne du condensateur, parcourt un 1/2 primaire, pénètre dans la partie centrale C de la borne qui est constituée par deux tubes- concen- triques, repasse dans l'autre 1/2 primaire, revient sur la par- tie extérieure de la borne dont elle refroidit la zone corres- pondante et ressort en B, c'est-à-dire en un point mis à la terre ;
aucun somment de canalisation d'eau n'est ainsi à prévoir,
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titre documentaire on donnera deux exemplesnon limitatifs de cas particuliers d'installation ou d'utilisation du chariot -dessus décrit,
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1 ) J3Jnc pour kraitanoent de pièces de grande, longueur tels que rails, tubes; etc.,. en vue de la tramps superficielle, de la soudure, da l'étirage à chaud etc....
L' installation est représentée suivant figure 6. Le repère 12 représente un banc de manutention ou de façonnage; en 13 ost le chariot blindé et en 1-1 le meuble contenant les lampes d'entretien des oscillateurs avec leurs circuits auxiliaires; en 1 est la spire chauffante, en 16 la pièce en
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cours de trsitoiient.
2 ) Installation de trempe.On saitque le temps de chauffe d'une @ièce à tremper ne représente qu'une faible- partie du temps total nécessaire au cycle complet des opérations, le reste du temps étant employé à la trempe preprement dite
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(.'3.rrOf:fJ.[;8) et aux manutentions. Four ;7erioettre une meilleure utilisation des lampes d'entretien dont l'usure dépend essen- tiellement du temps total d'allumage da leur filament, il est intéressant de pouvoir alimenter alternativement avec celles- ci plusieurs montages. Une telle installation est représentée sur la figure 7: en 15 sont disposés plusieurs chariots blindés (trois dans le ca@ do la figure), en 16 le meuble contenant les lampes d'entretien.
Un distributeur général automatique
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non fleuré relie alternativement les lampes à chacun des cahariots; dès que l'opérât, on e chauffe est terminée sur l'un d\3ux, les lampes sont sutomatiqueraent raccordées au suivant tandis que les opérations de trempe proprement dites et de manutention s'achèvent sur les chariots précédents.
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Le 0.enroulement des opérations wut Jtre soit entièrement automatique, soit semi-aütomotique et soumis au contrôle du ou des opérateurs; un système de signalisation est préve pour indiquer 3. chaque instant l'état des commutations.
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Appareillage pour le traitenent thermique de pièces métalliques par cournts à haute fréquence engendrés au moyen de lampes électroniques, caractérisé essentiellement por les
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dispositions suivantes, prises sé:,!8ré!'!1Er.1t ou en combinaison: - Lo circuit oscillant à haute fréquence comportant :
selfinductance, capacité, bobine de réaction, ainsi que le circuit secondaire couplé par induction avec la self-inductance, et lo spire chauffante induisant la pièce à traiter sont réunis
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sur un mihe bâti, ou dans un même meuble, éventuelleroent pourvu de moyens de ..lafe, d'immobilisation et de réglage en hauteur, tandis çue le générateur @aute fréquence proprement
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dit, (lampes et ';CCGS':OiT9S) constitue un autre ensemble réuni dans un meuble ou bâti inc'P1)6x:/lant du précédent et pouvant être placé à distance.
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