Brevet FR2349199A1 — publié le 19771118

La présente invention concerne le domaine du travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, et plus exactement, les inducteurs pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel. L'invention trouve de larges applications dans les constructions mécanitues, l'industrie du travail des métaux lorsqu'on réalise le corroyage, la mise à la presse ou emmanchement à force, le soudage, l'évidage, le nervurage, le mandrinage des pièces conductrices de courant tubulaires et le tombage des bords, le découpage, la rectification, le calibrage des pièces conductrices de courant plates. Un problème important du travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, qui se pose lors de la construction des inducteurs, est d'augmenter leur résistance mécanique. Ceci est lié à l'action, sur les éléments de travail conducteurs de courant de l'inducteur, d'énormes efforts électrodynamiques qui tendent à détruire l'inducteur. On connaît un inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, comprenant un concentrateur à fente radiale et à trou axial destiné à recevoir la pièce à travailler, un enroulement logé dans des rainures prévues sur la surface extérieure du concentrateur, des pièces d'insertion conductrices de courant recouvrant la fente radiale, isoléeudu concentrateur et montées dans des trous radiaux dont la profondeur est égale à celle des rainures dans le plan de la fente radiale d'un coté et de l'autre de chaque rainure. Lorsque l'enroulement de l'inducteur connu pour le travail des métaux par la pression du champ magnétique impulsionnel est parcouru par le courant impulsionnel, il se crée dans l'espace isolé situé entre les parois de la fente radiale, un flux magnétique dirigé axialement et tendant à embrasser toutes les spires de l'enroulement de l'inducteur. L'inconvénient de l'inducteur connu réside dans le faible blindage, dans la zone de la fente radiale, des spires de l'enroulement disposées dans les rainures voisines du concentrateur, car le flux magnétique dirigé axialement dans la zone de la fente radiale pénètre dans la zone des spires des rainures voisines à travers les jeux isolants entre les pièces d'insertion et les parois des trous radiaux. Ceci, conformément aux lois de l'électrodynamique, fait apparaître des efforts électrodynamiques axiaux et radiaux non équilibrés agissant sur les spires de l'enroulement dans la zone de la fente radiale du concentrateur. Il en résulte la destruction de l'isolation électrique de l'enroulement, ce qui provoque une mise hors service plus rapide de tout l'inducteur. La présente invention vise à supprimer#les inconvénients mentionnés. L'invention a donc pour objet de mettre au point un inducteur servant au travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, et doué d'une haute résistance mécanique grâce à un affaiblissement des efforts électrodynamiques axiaux et radiaux agissant sur l'enroulement dans la zone de la fente radiale. Ce problème est résolu du fait que l'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, du type comprenant un concentrateur avec une fente radiale et avec un trou destiné à recevoir la pièce à travailler, un enroulement logé dans des rainures prévues sur la surface extérieure du concentrateur, des pièces d'insertion conductrices de courant recouvrant la fente radiale, isoléesdu concentrateur et montées dans des nervures du concentrateur jusqu'à une profondeur égale à celle des rainures dans la zone de la fente radiale, est caractérisé selon l'invention, en ce que dans les nervures du concentrateur sont pratiquées des gorges rectangulaires disposées perpendiculairement au plant de la fente radiale et dans lesquelles sont montées lesdites pièces d'insertion, ayant la forme de segments. Cette solution permet de libérer pratiquement l'enroulement de l'action des efforts électrodynamiques axiaux et radiaux dans la zone de la fente radiale et d'augmenter ainsi considérablement la résistance mécanique et la durée de service de l'inducteur, exprimées par le nombre d'opérations effectuées lors du travail de pièces sans destruction de l'isolation électrique de l'enroulement. Dans ce qui suit, un exemple non limitatif de réalisation du dispositif de l'invention est décrit avec références au dessin unique annexé sur lequel - la figure 1 représente l'inducteur proposé pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, ainsi que le schéma électrique de sa connexion à une source d'énergie - la figure 2 représente le concentrateur avec une pièce d'insertion (coupe suivant II-II de la figure 1). L'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel (figure i) comporte un concentrateur de champ magnétique 1 sur la surface extérieure duquel sont réalisées des rainures annulaires 2, dans lesquelles est logé un enroulement 3 relié électriquement à une batterie de condensateurs 4 à travers un dispositif de commutation 5. Les surfaces intérieures des rainures 2 sont reliées par les surfaces intérieures de la fente radiale 6 (figure 2) à la surface de travail du trou 7 du concentrateur 1, où est placée une pièce 8 à travailler. Le corps du concentrateur 1 présente des nervures 9 (figure i) formées, d'une part, entre les rainures annulaires 2, et d'autre part, entre les faces du concentrateur 1 et les rainures 2.Dans la zone de la fente radiale 6 sont pratiquées dans les nervures 9, des gorges rectangulaires 10 dont la profondeur est égale à celle des rainures 2 et qui sont disposées perpendiculairement au plan de la fente radiale 6. Dans les cavités des gorges rectangulaires 10 sont placées des pièces d'insertion conductrices de courant 11 ayant la forme de segments. Les pièces d'insertion conductrices de courant il sont séparées du corps du concentrateur 1 par des joints isolants 12 fabriqués en plastique fluoré ou en produit connu sous la dénomination commerciale "Lavsan". L'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel fonctionne comme suit. Au déclenchement du dispositif de commutation 5, la batterie de condensateurs 4 préalablement chargée se décharge sur l'enroulement 3. Le courant impulsionnel circulant dans l'enroulement 3 induit dans les parois des rainures 2 des courantsiturbillonnaires qui, à travers la fente radiale 6, se referment et se concentrent sur la surface de travail du trou 7 du concentrateur 1. Le courant dans le trou 7 induit à son tour dans la pièce à travailler 8 des courants tourbillonnaires dont l'intéraction avec le courant dans le trou de travail 7 provoque la déformation de la pièce 8. Le flux magnétique dans la fente radiale 6 se concentre dans le jeu isolant entre les pièces d'insertion 11 et les spires de l'enroulement 3. De ce fait, les lignes de force magnétiques des spires de l'enroulement 3 logées dans les rainures 2 voisines ne sont pas couplées entre elles. Il s'ensuit un affaiblissement des efforts électrodynamiques axiaux agissant sur les spires de l'enroulement 3 disposées dans les rainures 2 voisines. En outre, les pièces d'insertion 11 affaiblissent le flux magnétique total dans la fente radiale 6 dans la zone des rainures 2 correspondantes, ce qui, à son tour, conduit à un affaiblissement des forces électrodynamiques radiales agissant sur l'enroulement 3 dans la zone de la fente radiale 6 du concentrateur 1. Ainsi, dans l'inducteur proposé pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel son enroulement 3 dans la zone de la fente radiale 6 du concentrateur 1 se trouve pratiquement libéré de l'action des efforts électrodynamiques axiaux et radiaux, ce qui permet d'augmenter considérablement la résistance mécanique et la durée de service de tout l'inducteur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 cadrede M revendication qui suit. REVEN1)ICAT ION Inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique impulsionnel, du type comprenant un concentrateur pourvue d'une fente radiale etdMntrude62déàrecevoir la pièce à travailler, un enroulement logé dans des rainures exécutées sur la surface extérieure du concentrateur, et des pièces d'insertion conductrices de courant recouvrant ladite fente radiale, isolées électriquement du concentrateur et monté-es dans des nervures du concentrateur jusqu'à une profondeur égale à celle des rainures dans la zone de la fente radiale, caractérisé en ce que dans les nervures du concentrateur sont réalisées des gorges rectangulaires orientées perpendiculairement au plan de la fente radiale et dans lesquelles sont montées les pièces d'insertion en forme de segments, en assurant ainsi un affaiblissement des efforts électrodynamiques axiaux et radiaux agissant sur ltenroulement dans la zone de la fente radiale, et une augmentation de la résistance mécanique de l'inducteur.