Brevet FR2236256A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne l'usinage des métaux par un champ magnétique impulsionnel, et a notamment pour objet un inducteur pour l'usinage des métaux par un champ magnétique impulsionnel. On connaît un inducteur pour l'usinage des métaux par déformation sous l'action de la pression exercé par un champ magnétique impulsionnel, comprenant un concentrateur de champ magnétique qui possède à sa surface extérieure des gorges circulaires dans lesquelles est logé un enroulement constitué par des sections, chacune desquelles se compose de deux bobines spirales plates réalisées avec un seul conducteur et connectées en série. L'inconvénient de cet inducteur connu consiste en ce que, dans une meme gorge du concentrateur, sont placées les deux bobines d'une section de l'enroulement. Il en résulte que, par suite d'un effet de peau (courants à haute fréquence circulant dans une mince couche superficielle) et d'un effet de voisinage (courants à haute fréquence tendant à circuler de telle manière que leur inductance équivalente soit minimale), chaque bobine spirale a une couche de courant adjacente à la couche de courant de la gorge de concentrateur. En définitive, un seul côté de la section du conducteur est utilisée, ce qui augmente fortement la résistance de l'enroulement et les pertes d'énergie et diminue le rendement de l'inducteur.En outre, les deux bobines spirales placées dans une même gorge subissent des efforts électrodynamiques de compression importants, provoquant la destruction de leur isolation et la mise hors d'usage de l'inducteur. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients énumérés ci-dessus. Il s'agissait donc de créer un inducteur pour l'usinage des métaux par déformation, dont le rendement serait plus élevé que celui de l'inducteur connu et dans lequel les forces destructrices agissant sur l'isolation de l'enroulement seraient moins importantes. Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que chaque bobine spirale plate est placée dans une gorge circulaire indépendante, le nombre de gorges étant égal au nombre de bobines spirales plates, et lesdites gorges circulaires sont reliées entre elles par paires par l'intermédiaire d'une encoche dont la profondeur est égale à celle de la gorge, afin de recevoir le conducteur reliant les bobines d'une même section. Il est avantageux de placer dans les encoches, entre les gorges circulaires, des clavettes en matériau électroconducteur. Grâce à la disposition des bobines de l'enroulement dans des gorges circulaires indépendantes, les pertes d'énergie dans l'enroulement de l'inducteur sont réduites de moitié, et le rendement de l'inducteur est bien plus élevé que celui de l'inducteur connu. Les bobines spirales de l'enroulement de l'inducteur sont séparées l'une de l'autre par les parois de la gorge et par les clavettes en matériau électroconducteur, ce qui prévient la destruction de leur isolation par les forces de compression et accroît la tenue de l'inducteur, ainsi que sa lon gévité. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par un exemple de réalisation non limitatif, illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un-inducteur pour l'usinage des métaux par déformation, conforme à l'invention - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II Il de la figure t - la figure 3 représente le schéma de bobinage des sections de l'enroulement de l'inducteur. L'inducteur pour l'usinage des métaux par déformation (figures 1, 2) comprend un concentrateur de champ magnétique 1, dans lequel sont taillées des gorges circulaires 2, 3, 4 et 5. Les bobines spirales plates 6 et 7, enroulées respectivement dans les gorges 2 et 3 et connectées en parallèle, constituent une première section de l'enroulement de l'inducteur. Les bobines spirales 8 et 9, enroulées respectivement dans les gorges 4, 5 et reliées en série, constituent une seconde section de l'enroulement de l'inducteur. Chaque section est bobinée avec un conducteur continu. Des passages entre les bobines spirales 6, 7 et 8, 9 sont réalisés pour le conducteur au fond des encoches 10 et 11. Les encoches 10 et il sont fermées par des clavettes métalliques t2 et 13. Les sections de l'enroulement de l'inducteur sont reliées en parallèle : les extrémités contiguës des sections sont connectées à la sortie 14, et les extrémités latérales des sections sont raccordées à la sortie 16 par l'intermédiaire de la carcasse 15. La carcasse 15 est isolée électriquement du concentrateur 1 par un élément intercalaire 17. Dans le canal de travail de l'inducteur on place la pièce à usiner 19, qui est isole du concentrateur t par une douille 18.Afin que les courants induits dans le concentrateur de champ magnétique 1 aient le même sens, le bobinage du conducteur dans les gorges circulaires 2, 3, 4 et 5 est réalisé comme représenté sur la figure 3. On prend deux longueurs de conducteur égales à la longueur de conducteur nécessaire pour une section. On pose le milieu desdites longueurs au fond des encoches 10 et Il du concentrateur t. Ensuite on enroule les bobines spirales plates latérales 6 et 9 dans les gorges 2 et 5, dans le même sens, et les bobines spirales plates centrales 7 et 8, dans les gorges 3 et 4, dans le sens contraire. L'impulsion de tension est appliquée aux sorties 14 et 16 de l'enroulement de l'inducteur. Dans les parois des gorges circulaires 2, 3, 4 et 5 du concentrateur de champ magnétique 1 apparaissent des courants induits ayant le même sens. Ces courants, en circulant autour du canal du concentrateur de champ magnétique 1, y engendrent un champ magnétique impulsionnel qui déforme la pièce à usiner 19. Grâce à la disposition de chaque bobine spirale plate dans-une gorge indépendante, chaque bobine spirale possède deux couches de courant adjacentes aux couches de courant de la gorge du concentrateur. Cela permet de diminuer les pertes d'énergie dans ltenroulement de deux fois et d'accroître notablement le rendement de l'inducteur.En outre, les bobines spirales plates n'ont pas de couplage électromagnétique entre elles, aussi ne subissent-elles pas l'action des forces électrodynamiques de compression détruisant l'isolation de lten- roulement. L'inducteur peut aussi avoir un nombre de sections supérieur à dqux, avec raccordement de ces sections en série, en parallèle et mixte. Les clavettes métalliques fermant les enco ches peuvent être isolées électriquement du concentrateur de champ magnétique, ou avoir avec le concentrateur un contact électrique aux flancs des encoches. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEN3ICADIONS 1. Inducteur pour l'usinage des métaux par déformation sous l'action de la pression exercée par un champ magnétique impulsionnel, du type comprenant un concentrateur de champ magnétique dont la surface extérieure comporte des gorges circulaires dans lesquelles est logé un enroulement constitué par des sections, dont chacune se compose de deux bobines spirales plates constituées par un seul conducteur et connectées entre elles en série, caractérisé en ce que chaque bobine spirale plate est placée dans une gorgé circulaire indépendante, le nombre desdites gorges étant égal au nombre de bobines spirales plates, et en ce que les gorges circulaires sont relises entre elles par paires par l'intermédiaire d'une encoche respective dont la profondeur est égale à celle de la gorge, afin de recevoir le conducteur reliant entre elles les bobines spirales plates d'une même section. 2. Inducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les encoches reliant les gorges entre elles sont fermées par des clavettes en matériau électroconducteur.