Brevet FR2347120A1 — publié le 19771104

La présente invention concerne le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire et plus exactement les inducteurs pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire. l'invention trouve une large application dans les constructions mécaniques, dans les opérations de sertissage, de calibrage de pièces, de fabrication de blocs préfabriqués et d'ensembles soudés. Dans le cas du travail des métaux par la pression dtun champ magnétique pulsatoire, un problème important qui se pose lors de la construction des inducteurs est d'augmenter leur résistance mécanique et leur rendement. Ceci est le résultat de l'action sur les éléments de travail de l'inducteur de grands efforts électrodynamiques qui tendent à détruire l'inducteur, ainsi que du dégagement, dans les éléments conducteurs de courant de l'inducteur, de pertes calorifiques d'énergie électrique. On connaît un inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, comprenant un concentrateur avec un trou de travail, une fente radiale et des gorges annulaires prévues sur sa surface extérieure ; dans chacune des gorges est logé un enroulement en spirale plat, et les gorges annulaires sont reliées entre elles deux à deux par des fentes dans lesquelles se trouvent disposes les conducteurs de courant reliant électriquement en série par paires les enroulements mentionnés ; dans ces fentes se trouvent des cales conductrices de courant. En outre, on connaît aussi un inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, constitué par un concentrateur avec fente radiale, trou axial et gorge en spirale pratiquée sur sa surface extérieure et dans laquelle est logé l'enroulement. Les inconvénients des inducteurs connus résident dans leurs faibles valeurs de résistance mécanique et de rendement, dues aux grandes valeurs des courants circulant dans chacune des branches des enroulements et aux hautes valeurs des résistances ohmiques des enroulements des inducteurs, ce qui explique l'action sur les spires des enroulements des inducteurs d'énormes efforts électrodynamiques et le dégagement dans la matière constituant ces derniers de pertes calorifiques considérables par effet Joule. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients mentionnés ci-dessus Pour cela, l'invention a pour objet de mettre au point un inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, caractérisé par une haute résistance mécanique et un haut rendement par suite de l'augmentation du nombre de branches parallèles de l'enroulement de l'inducteur, tout en lui conservant des dimensions axiales minimales. Ce problème est résolu du fait que dans l'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, comprenant un concentrateur avec trou de travail destiné à recevoir la pièce à travailler, avec fente radiale reliant le trou de travail à la surface extérieure du concentrateur et avec gorges annulaires pratiquées sur sa surface extérieure et dont chacune abrite une section d'enroulement en spirale plat, tandis que l'espace entre les gorges annulaires forme les arêtes du concentrateur, selon l'invention, dans le corps du concentrateur est réalisée, parallèlement à l'axe du trou de travail, une rainure adjacente aux gorges annulaires et dans laruelle est montée d'une façon serrée une latte conductrice de courant embrassée par l'extrémité initiale de chaque section de l'enroulement en spirale plat, tandis que dans les arêtes du concentrateur sont percés des trous taraudés où sont disposées des vis agissant par leurs bouts sur la latte conductrice de courant, les extrémités terminales des sections de l'enroulement en spirale plat étant reliées entre elles en parallèle par une barre collectrice. La solution proposée permet de réduire les valeurs des courants circulant dans les spires de l'enroulement et de diminuer ainsi les valeurs des forces électrodynamiques agissant sur l'enroulement de l'inducteur, ainsi que d'abaisser considérablement la valeur de la résistance chmique de l'enroulement et, par conséquent, les pertes de chaleur par effet Joule. Il en résulte un haut rendement de l'inducteur, une haute résistance mécanique et une durée plus longue de service de l'inducteur, ce qui est exprimé par le nombre d'opérations effectuées lors du travail des pièces sans destruction de l'inducteur. Dans l'exposé qui va suivre, l'invention est expliquée par un exemple de réalisation non limitatif avec références aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue d'ensemble de l'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire et un schéma de sa connexion dlectrique à la source d'énergie. - la figure 2 est une coupe suivant Il-Il de la figure 1 L'inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, selon l'invention, comprend un concentrateur 1 (figure 1) dans lequel sont exécutées des gorges annulaires 2 reliées au trou de travail 3 par une fente radiale 4. Dans les gorges annulaires 2 se trouvent logées des sections en spirale plates des enroulerents 5. Les extrémités initiales 6 des enroulements 5 sont serrées contre le corps du concentrateur 1 par une latte 7 conductrice de courant, introduite d'une façon serrée dansa rainure 8 (figure 2) pratiruée dans,ies arêtes 9 (figure 2) du concentrateur 1.La rainure 8 est disposée parallèlement a' l'axe du trou de tavail 3 du concentrateur et elle est adjacente aux gorges annulaires 2. Les vis 10 placées dans les trous taraudés radiaux 11 (figure 2) percés dans les arêtes 9 du concentrateur 1 pressent sur la latte 7. Les extrémités terminales 12 des sections en spirale plates de ltenroulement 5 sont connectées en parallèles entre elles par une barre collectrice 13 (figure 1). Dans le trou de travail 3 se trouve montée une pièce à travailler 14. Les sections plates en spirale de l'eiirculerent 5 sont électriquemert reliées, à travers un commutateur15 à une batterie de condensateurs 16 à laquelle est aussi connecté le corps du concentrateur 1. L'inductsur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire fonctionne de la façon suivante. La fermeture du cOmr:lUtateUr 15 (figure 1) établit un circuit rlectrique : sections en spirale plates de l'enroule- ment 5 montées en parallèle entre elles, latte conductrice de courant 7, corps du concentrateur 1, barre collectrice 13, batterie de condensateurs 16, parcouru par un courant électrique impulsionnel. Ce dernier induit des courants sur les surfaces intérieures des gorges annulaires 2 qui, étant reliées à travers les surfaces intérieures de la fente radiale 4 et la surface du trou de travail 3, créent un flux magnétique variable dans l'espace isolant entre les surfaces du trou de travail 3 et celles de la pièce 14 à travailler.Ce flux magnétique variable induit, à son tour, des courants tourbillonnaires ou courants de Foucault dans la pièce 14 à travailler, qui, en entrant en interaction avec les courants circulant sur la surface du trou de travail 3 du concentrateur 1, déforment la pièce 14 à travailler. Les flèches sur la figure 1 montrent les sens de circulation des courants dans le concentrateur 1 et dans la pièce 14 à travailler.Il se crée un grand nombre de branches parallèles de l'enroulement e l'inductéur par suite de la connexion de l'extrémité initiale 6 des sections en spirale plates de l'enroulerent 5 (figure 2) au corps du concentrateur 1 par la latte commune conductrice de courant 7 montée dans la rainure 8 adjacente aux gorges annulaires 2, et de l'extrémité terminale 12 des sections en spirale plates de l'enroulement 5 à la barre corrune collectrice 13. il s'ensuit une diminution des valeurs des courants parcourant chaque section en spirale plate de l'enroulet;ent 5, ce qui provoque une réduction des valeurs des forces électrodynamiques agissant sur l'enroulement de l'inducteur. De plus, la connexion en parallèle des sections en spirale plates de ltenroulement 5 assure une diminution considérable de la résistance ohmique de l'enroulement tout entier de l'inducteur, ce qui baisse sensibleltent les pertes calorifiques d'énergie électrique. Ainsi donc, dans l'inducteur proposé pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, sont considéralbment réduites les valeurs des forces électrodynamiques agissant sur l'inducteur et de la résistance ohmique de l'enroulement de l'inducteur, ce qui a pour effet d'augrenterla résistance mécanique et le rendement de 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 constitutxt des équivalents techniques des moyens récrits ainsi que leurs aombinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION Inducteur pour le travail des métaux par la pression d'un champ magnétique pulsatoire, du type comprenant un concentrateur avec trou de travail destiné à recevoir la pièce à travailler, avec une fente radiale reliant le trou de travail à la surface extérieure du concentrateur, et avec des gorges annulaires pratiquées sur sa surface extérieure et dans chacune descauelles est logée une section en spirale plate d'enroulement, tandis que l'espace entre lesdites gorges annulaires forme les arêtes du concentrateur, caractérisé en ce cwue dans le corps du concentrateur, parallèlement å l'axe du trou de travail, est ménagée une rainure adjacente aux gorges annulaires et dans laquelle est montée d'une façon serrée une latte conductrice de courant, embrassée par l'extrémitn initiale de chaque section en spirale plate d'enroulement, et que dans les arêtes du concentrateur sont pratiqués des trous taraudés dans lesquels sont placées des vis agissant par leurs bouts sur la latte conductrice de courant, les extrémités terminales des sections en spirale plates d'enrouler,lent étant connectées entre elles en parallèle par une barre collectrice.