Brevet FR2414383A1 — publié le 19790810

La présente invention se rapporte aux dispositifs pour le travail des métaux par déformation et a notamment pour objet un inducteur pour le travail des métaux par pression d'un champ magnétique impulsionnel. Ltinvention est utilisée pour les opérations d'assemblage, en particulier pour la Jonction par corroyage de pièces à contour fermé (tubes, articlesslongs), ainsi que pour le travail de pièces à partie terminale développée (par exemple, assemblage non démontable d'une cosse à un cabale). Pour la fabrication de telles pièces, l'inducteur doit Entre démontable pour permetre d'en extraire les pièces finies. On connatt un inducteur pour le travail des métaux par pression d'un champ magnétique impulsionnel, comportant un concentrateur de champ magnétique exécuté sous forme de deux plateaux conducteurs et ayant un orifice à la surface duquel se concentrent des courants tourbillonnaires induisant des Courants tourbillonnaires dans la pièce à travailler. Le plan de séparation des plateaux passe le long de cet orifice. Sur la surface extérieure du concentrateur est placé, concentrique Pent à l'orifice, un enroulement induisant des courants tourbillonnaires dans le concentrateur. Les plateaux sont séparables et leurs surfaces adjacentes leur leurplan de séparation sont en contact électrique. Une telle réalisation de l'inducteur, avec un concentrateur en deux parties dans le plan de séparation desquelles existe un contact électrique, entraîne un grillage et dans certains cas un soudage des surfaces en contact des plateaux du concentrateur en raison du passage de courants importants dans la zone de contact, ce qui rend difficile la séparation des plateaux du concentrateur et diminue notablement les caractéristiques énergétiques du dispositif. En plus, une telle réalisation constructive du concentrateur provoque une érosion des surfaces de contact des plateaux du concentrateur, ce qui entrain l'endommagement des plateaux, altère le couplage inductif entre le concentrateur et l'ébauche et diminue la qualité du travail de celle-ci. La disposition concentrique de l'enroulement sur la surface du plateau ne permet pas de travailler des pièces à contour fermé. Compte tenu des inconvénients qui précèdent, on s'est proposé de modifier la construction de l'inducteur de façon à éliminer le contact électrique entre les parties du concentrateur de champ magnétique en les isolant l'une de l'autre. Ce problème est résolu du fait que l'inducteur pour le travail des métaux par pression d'un champ magnétique impulsionnel, du type comportant un concentrateur de champ magnétique avec un enroulement induisant des courants tourbillonnaires dans ledit concentrateur, concentrateur composé de parties séparables l'une de l'autre et dans lequel est p atiqué un orifice dont l'axe est parallèle au plan de séparation passant le long de cet orifice, et sur la surface duquel se concentrent lesdifs courants tourbillonnaires, qui induisent à leur tour des courants tourbillonnaires dans la pièce à travailler, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que les parties séparables du concentrateur sont électriquement isolées l'une de l'autre et que l'enroulement induisant les courants tourbillonnaires dans le concentrateur est placé sur au moins l'une desdites parties du concentrateur. Il est avantageux de fixer l'une des parties du concentrateur d'une manière immobile et de placer sur cette partie immobile 1'enroulement induisant les courants tourbillonnaires dans le concentrateur. Pour égaliser les efforts électrodynamiques agissant sur la pièce, il est avantageux de placer lwenroulement d'induction sur les deux parties extrêmes du concentrateur. Une telle réalisation de l'inducteur améliore les caractéristiques énergétiques du dispositif (augmentation du rendement de l'inducteur d'-environ 2O#), supprime le soudage des partes séparables du concentrateur, simplifie les conditions et accroît la durée d'exploitation de l'inducteur, et augmente la productivité du travail de déformation des métaux. La construction de l' inducteur conforme à l'invention permet daélargir notablement la gamme des pièces pouvant entre travaillées(en donnant la possibilité de travailler des pièces longues et des pièces à contour fermé),d'améliorer la qualité et la précision de fabrication des pièces. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'exemples de réalisation non limitatifs illustrés par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensembled'un inducteur dont le concentrateur se compose de deux parties séparables conformément à l'invention (vue en coupe longitudinale) - la figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'inducteur, dans lequel le concentrateur est composé de quatre parties séparables conformément à l'invention ( vue générale en coupe longitudinale) - la figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'inducteur, dans lequel l'enroulement d'induction est disposé sur les parties écartables extrêmes du concentrateur (vue en coupe longitudinale). Le sens des courants tourbillonnaires est montré sur les figures par des flèches. L'inducteur pour le travail des métaux par pression d'un champ magnétique impulsionnel comporte un concentrateur massif cylindrique I en matériau conducteur (figure 1), avec un orifice axial étagé 2. Le concentrateur se compose de deux parties séparables, dont l'une est exécutée sous forme d'un cylindre creux 3 ayant une fente d'isolation 4, vautre partie du concentrateur étant réalisée sous forme d'un disque conducteur 5. Dans le concentrateur 1 est pratiqué un orifice 6 dont l'axe se trouve dans le plan de séparation des parties du concentrateur I, perpendiculaire à son axe. L'axe de ltorifi- ce 6 et l'axe du concentrateur 1 se coupent. En fonction des pièces à travailler, le concentrateur 1 peut avoir plus d'un orifice. En plus, les diamètres de ces orifices peuvent être différents Les parties séparables du concentrateur sont isolées l'une de l'autre. Cet isolement est assuré par un joint 7 interposé entre le cylindre creux 3 et le disque 5. il est fabriqué en lavsan5 en plastique fluoré ou en tout autre matériau isolant approprié. Sur la surface extérieure du cylindre creux 3 sont ménagées des encoches dans lesquelles se trouve un enroulement 8 induisant des courants tourbillonnaires dans le cylindre creux 3. La fente 4 relie les surfaces des encoches contenant l'enroulement 8 à la face du cylindre creux 3. A l'aide d'une tige 9, le disque 5 est relié à une commande 10 effectuant le déplacement du disque 5 le long de l'axe du concentrateur 1. L'enroulement 8 est connecté à l'aide d'un dispositif de commutation 12 à un accumulateur d'énergie Il. On introduit l'ébauche à travailler 13 dans l'orifice 6. L'inducteur décrit ci-dessus fonctionne comme suit. Au moment de la fermeture du dispositif de commutation 12, l'accumulateur d'énergie Il se décharge sur ltenroulement de travail 8. Le courant passant par l'enroulement 8 induit dans les parois des encoches des courants tourbillonnaires qui se ferment à travers la fente 4 suivant la surface de joint du cylindre creux 3. Le courant parcourant la surface de joint du cylindre creux 3 induit à son tour des courants tourbinonnaires dans le disque 5. Les courants induits aux surfaces de Joint dans le disque 5 et dans le cylindre creux 3 induisent à leur tour des courants dans l'ébauche 13 placée dans l'orifice 6. L'interaction des courants tourbillonnaires induits aux surfaces de l'orifice 6 et de l'ébauche 13 provoque la déformation de l'ébauche 13. Après l'achèvement du processus de travail de ltébauche, le disque 5 est déplacé par la commande 10 à l'aide de la tige 9 le long de l'axe du concentrateur pour réaliser l'extraction de l'ébauche 13 de l'orifice 6. La figure 2 montre une autre variante de réalisation de l'inducteur, permettant d'en augmenter le rendement. Le concentrateur 14 se compose de quatre parties séparables l'une de ces parties est exécutée sous forme d'un cylindre creux 15 tandis que les trois autres parties sont réalisées chacune sous forme d'un disque conducteur 16, 17, 18 respectivement. Le concentrateur 14 possède un orifice axial étagé 19. La fente d'isolation 20 passe par le cylindre creux 15 et par les disques 16, 17. Dans le concentrateur 14 sont pratiqués au moins trois orifices 21, 22, 23, dont les axes respectifs se trouvent dans les plans de séparation correspondantes des parties du concentrateur 14, entre le cylindre 15 et les disques 16, 17, 18, et s'entrecroisent avec l'axe du concentrateur 14. Dans ces orifices sont placées des pièces à travailler 24, 25, 26. Les parties séparables sont isolées l'une de l'autre par des joints 27, 28, 29. Sur la surface extérieure du cylindre creux 15 sont ménagées des encoches dans lesquelles se trouve un enroulement 30 induisant des courants tourbillonnaires dans le cylindre creux 15. L'enroulement 30 est connecté à un accumulateur d'énergie 31 à l'aide d'un dispositif de commutation 32. Les disques 16, 17, 18 sont reliés à l'aide d'une tige 33 à une commande effectuant le déplacement de ces disques 16, 17, 18 le long de l'axe du concentrateur 14 L'inducteur qui vient d'être décrit fonctionne de la façon exposée ci-après. Au moment de la fermeture du dispositif de commutation 32, l'accumulateur d'énergie 31 se décharge sur l'enroulement 30. Le courant passant par l'enroulement 30 induit à la surface des encoches du cylindre creux 15 des courants qui se ferment à travers la fente 20 suivant la surface de séparation du cylindre creux 15 du concentrateur 14. Le courant parcourant ladite surface du cylindre creux 15 induit à sn tour un courant à la surfacé de séparation du disque conducteur 16 qui est orientée vers le cylindre 15. En meme temps, le courant parcourant ladite surface se ferme, à travers la fente 20 passant par le disque 16, suivant la surface opposée du disque 16, c'est-à-dire la surface de séparation entre le disque 16 et le disque 17 du concentrateur14, et ensuite suivant la surface de séparation entre les disques 17 et 18 du concentrateur 14. Les courants induits aux surfaces de séparation contournent les orifices 21, 22, 23 où sont placées des pièces à travailler 24, 25, 26 et coopèrent avec les courants induits dans les pièces 24, 25, 26 en effectuant la déformation de ces dernières. La figure 3 représente un inducteur permettant de faire agir sur l'ébauche à travailler une pression électromagnétique uniforme. Dans ce but, l'inducteur est rélalisé sous forme d'un concentrateur de champ magnétique 35 comportant un orifice axial étagé 36. Le concentrateur 35 se compose de deux parties exécutées sous forme de cylindres creux 37 et 38, dont l'un (37) est fixé d'une manière immobile alors que l'autre cylindre (38) est relié à l'aide d'une tige 39 à une commande 40 effectuant le déplacement du cylindre 38 le long de l'axe du concentrateur 35. L'enroulement 41 induisant les courants tourbillonnaires dans le concentrateur 35 est placé dans des encoches ménagées sur les surfaces extérieures des cylindres 37 et 38, c'est-à-dire sur les deux parties du concentrateur. L'enroulement 41 possède une barreUe de connexion flexible 42. Dans le concentrateur 35 il y a une fente d'isolation 43 reliant les surfaces des encoches des cylindres creux 37 et 38 entre elles et aux surfaces de séparation des cylindres 37 et 38 orientées vers leur plan de séparation. Dans le cnncentrateur#35, perpendiculairement à son axe, est pratiqué un orifice 44 par lequel passe le plan de séparation des cylindres. Dans orifice 44 se trouve la pièce à travailler 45. Un Joint isolant 46 est placé dans le plan de Joint des cylindres. L'enroulement 41 est connecté à l'aide d'un dispositif de commutation 47 à un accumulateur dténergie 48. L'enroulement 41 induit aux surfaces de séparation respectives des cylindres creux 37 et 38 du concentrateur 35 des courants tourbillonnaires de sens mutuellement contraires. Ces courants, en contournant 11 orifice 44, induisent des courants tourbillonnaires dans la pièce 45. L'interaction électrodynamique des courants provoque la déformation de cette pièce. Les formes et dimensions géométriques et les paramètres électriques des cylindres creux 37 et 38 étant identiques, les courants obtenus dans le plan de Joint du concentrateur, aux surfaces de séparation des cylindres 37 et 38, sont de valeur égale, ce qui assure une déformation r#égulière de la pièce 45 suivant son contour. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celle-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Inducteur pour le travail des métaux par pression d'un champ magnétique impulsionnel, du type comportant un concentrateur de champ magnétique portant un enroulement induisant des courants tourbillonnaires dans ledit concentrateur, ledit concentrateur étant composé de parties séparables, écartables l'une de l'autre, et étant pourvu d'un orifice dont l'axe est parallèle au plan de séparation passant le long de cet orifice, et aux surfaces duquel se concentrent les courants tourbillonnaires induisant des courants tourbillonnaires dans la pièce à travailleur placée dans ledit orifice, caractérisé en ce que les parties séparables du concentrateur sont électriquement isolées l'une de l'autre et que l'enroulement induisant les courants tourbillonnaires dans le concentrateur est placé sur au moins l'une desdites parties du concentrateur. 2. Inducteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties du concentrateur est fixée d'une manière immobile, l'enroulement induisant les courants tourbillonnaires dans le concentrateur étant placé sur cette partie immobile. 3. Inducteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le concentrateur étant constitué de deux parties identiques, deux enroulements sont disposés d'une manière identique respectivement sur chacune desdites parties, assurant ainsi une déformation régulière de la pièce à travailler. 4. Inducteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le concentrateur étant constitué de plus de deux parties, les enroulements sont disposés chacun sur une partie extrtme dudit concentrateur, 5. Inducteur conforme à l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs orifices recevant chacun une pièce à travailler et dont les diamètres peuvent être différents.