Brevet FR2451695A1 — publié le 19801010

L'invention concerne une installation de chauffage par courants d'induction, à fréquence industrielle, pour le chauffage de pièces annulaires, en vue de leur emmanchement sur un axe, ou pour le traitement thermique de pieces de fabrication en série, en particulier pour les voitures. On connait des installations de chauffage par induction, à fréquence industrielle, de pièces métalliques, en vue -de leur emmanchement sur un axe ou d'un traitement thermique, le chauffage étant réalisé par le passage des pièces à travers une bobine inductrice. Ces installations de chauffage, à circuits magnétiques ouverts ou à grand entrefer, présentent les désavantages suivants - facteur de puissance réduit, ce qui conduit à une haute consommation de cuivre et de tôle au silicium dans la construction de l'inducteur ; - puissance apparente installée haute par rapport à la puissance nécessaire ; vibrations fortes pendant le chauffage ; - dispersions magnétiques importantes qui affaiblissent le rende rient par développement de chaleur dans la construction métallique de l'installation. Par sa conception, l'installation de chauffage, objet de la présente Invention, élimine les Inconvénients ci-dessus ; elle comporte un bati métallique à portes et panneaux, muni d'un inducteur formé d'un noyau magnétique fixe sur lequel est montée une bobine inductrice à plusieurs prises, ce qui permet le reglage de la tension induite dans les pièces à chauffer, et d'un noyau magnétique mobile tournant autour d'une articulation et pourvu d'un guidage sur lequel se déplace un rouleau actionné par un dispositif oneumatique de levage du noyau mobile : le dispositif de levage comprend un cylindre pneumatique, un levier actionné par le piston du cylindre pneumatique, uneplaque mobile assurant, par la compression d'un ressort, une force de pressage supplémentaire du noyau magnétique mobile sur le noyau magnétique fixe.L'installation de chauffage selon l'invention comporte en outre un plateau tournant à deux sièges pour la pose des pièces annulaires à chauffer, fixe sur un dispositif de rotation actionné par un cylindre pneumatique qui permet la rotation de 1800 du plateau, ce dispositif comportant un axe sur lequel sont montés le plateau tournant et un pignon qui engrène un secteur à dents actionné par le cylindre pneumatique pour tourner de 900 à chaque course de celui-ci et équipé de limiteurs de course.Le plateau tournant transporte la piece annulaire du poste de chargement - déchargement au poste de chauffage Un mode de réalisation de la présente invention sera décrit ciaprès, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une section frontale à travers une installation selon l'invention, - la figure 2 est une vue dé dessus de l'installation selon la figure 1 ; la la figure 3 est un schéma électrique d'actionnement de l'ins- tallation selon la figure' ; - - la figure 4 est un schéma électrique d'alimentation de la bobine ; L'installation de chauffage par induction de pièces annulaires est constituée, conformément à l'invention d'un bâti 1 comportant un inducteur A formé d'un noyau magnétique fixe 2 sur lequel est montée une bobine 3 à plusieurs prises de réglage de la valeur de la tension induite dans une pièce annulaire 4, et d'un noyau magnétique mobile 5 pouvant tourner autour d'une articulation 6 et pourvu d'un guidage 7, par la montée duquel le circuit magnétique se referme. A l'intérieur du bâti 1 est monté un dispositif de levage B comprenant une plaque de support 8 sur laquelle sont fixés : un levier articulé 9 > une extrémité de ce levier comportant un rouleau 10 qui, par l'intermediaire du guidage 7, soulève le noyau magnétique 5, son autre extré- mité entant mise en mouvement par la tige du piston d'un cylindre pneumatique 11, le corps de ce cylindre 11 étant fixé sur une plaque mobile 12 ; quand la course de montée du noyau mobile 5 prend finj la plaque mobile 12 comprime un ressort 13, dont la précompression peut etre reglée à l'aide d'une vis 14, et assure ainsi une force de pressage supplémentaire du noyau magnétique mobile 5 sur le noyau magnétique fixe 2, annulant de cette manière les vibrations produites par le passage du champ magnétique par le point zéro. Le dispositif de levage B comporte trois détecteurs de position : un détecteur 15 pour la position inférieure du noyau mobile 5, un détecteur 16 pour la position supe- rieure du noyau mobile 5 et un détecteur 17 commandant le démarrage du chauffage en fin de compression du ressort 13. Sur le bâti 1 est monté un dispositif de rotation C consistant en un plateau D à deux sièges E pour la pose des pièces annulaires i, ces sièges jouant alternativement le rôle de poste de chargement - déchargement 18 et de poste de chauffage 19 , le dispositif comporte aussi un axe 20 sur lequel sont fixes le plateau D et un pignon 21 engrené par un secteur a dents 22 qu'un cylindre pneumatique 23 fait tourner sous l'angle de 900 à chaque course. Sur une plaque de support 24 du dispositif de rotation sont fixés deux détecteurs de position 25 ayant rôle de sélecteurs de la position du plateau D, afin de préparer la course suivante du cylindre pneumatique 23, et deux butées mécaniques réglables 26 å rôle de positionnement terme des pièces annulaires 4 par rapport å l'inducteur A. Dans la zone du poste de chargement - déchargement 18, sur le bati 1 est fixé un pupitre 27 à partir duquel on commande,- par deux boutons 28,-- le démarrage du cycle et l'arrêt de la machine en cas de panne. L'installation comporte, en plus,, deux portes d'accès 29, par la fermeture desquelles deux détecteure 30 sont actionnés. La mise en fonctionnement de l'installation - tel qu'il en ressort de la figure 3 - s'effectue à partir des circuits F ... X, en employant les relais d1... d11, les électro-vannes S1 ...S3, et un contacteur C1. Dans les circuits F,...,X se trouvent les contacts b1, b2A et b2B, b3, b4, b5A et'b5B, b6, sensibles aux détecteurs 15, 16, 17, 25 et 30 et a un relais de pression, deux contacts b7, b8 sensibles aux boutons 28, les contacts des relais d1 ... d11 et deux contacts du contacteur C1. le nombre, le type (fermé ou ouvert) des contacts et- leur circuit de fonctionnement (par exemple, le relais à 10 a un contact normalement fermé et trois contacts normalement ouverts, respectivement dans les circuits 0, S et U) sont figurés sur le diagramme du schéma de la figure 3. Le cycle de travail de 11 installation de chauffage se déroule de la maniere suivante Par pressage simultané dés boutons 28, sur le pupitre de com- mande 27, les contacts b7 et se sont fermés. Les conditions de démarrage étant réalisées, c'est-à-dire le plateau D se trouvant à l fin de course, celui-ci agit sur l'un des deux con- tacts b3 ou blc des détecteurs 25 qui à leur tour commandent l'un des deux relais d3 ou d4, ceux-ci agissant sur les contacts d3 ou d4 des circuits L et M ; le noyau magnétique mobile 5 étant dans la position inférieure, le contact bi du détecteur 15 est fermé, les portes d'accès 29 sont même fermées, et par suite les contacts b5A . et b5B des détecteurs 30 le sont aussi, de même le contact b6 du relais de- pression de l'air est fermé. Le relais d7 enclenche alors et commande, par ses contacts du circuit N., Je relais à temporisation d8 qui retarde le commencement de la rotation du plateau D. Après l'ecoulement du temps réglé, le relais d8 permet le com- mencement de la rotation. Par les contacts d4 ou d3 des circuits O et R on conditionne l'actionnement des relais d9 ou d10, qui par l'intermediaire de leurs contacts des circuits P et S effectuent l'alimentation des électro-vannes S1 ou S2 , ces vannes commandent a leur tour le commencement de la course du piston du cylin- dre 23 et la rotation du plateau D. En fin de course de rotation, par l'action- nement du détecteur de position 25, on commande le commencement de la course de montée du noyau mobile par l'alimentation électrique de lelectro-vanne S3.Le piston du cylindre pneumatique 11 commence sa course en actionnant le levier 9 pourvu du rouleau 10 qui, par l'intermédiaire du guidage 7, fait monter le noyau mobile 5 qui agira sur le contact b2A du détecteur 16 et signalera le moment où le cireuit magnétique de l'inducteur A se referme. Le piston continue sa course en poussant la plaque mobile 12 qui comprime le ressort 13 et, à la fin de la course de compression, agit sur le contact b2B du détecteur 17, les deux détecteurs assurant la condition de démarrage du chauffage. Le démarrage du chauffage est commande par le relais d2 qui, par la fermeture de son contact du circuit U, met le relais à temps dii sous tension, ce dernier, par son contact du circuit V, effectuant l'alimentation du contacteur C1 d'alimentation de la bobine 3. A la fin de la période de chauffage, reglée par le relais d11, celui-ci commande la fin du cycle. Pendant le chauffage d'un anneau 4 dans le poste de chauffage 19, le poste de chargement - déchargement 18 est alimenté d'une nouvelle pièce. L'installation de chauffage par induction des pièces annulaires, à fréquence industrielle, conformément à l'invention, présente les avantages suivants - fonctionnement automatique, sauf l'opération de chargement déchargement et la commande de démarrage du cycle.; - assure le chauffage reproductif pour toutes les pièces d'une fabrication en série-; ; - dispose d'un réglage simple de la cadence de travail - élimine les temps morts puisque, pendant le chauffage d'un anneau a lieu l'opération de chargement - déchargement et, à la fin d'un cycle, la machine est préparée pour le démarrage immédiat du cycle suivant - est d'une construction robuste, facile à entretenir -' assure l'élimination des vibrations et requiert peu de temps pour préparer le chauffage - ne présente pas demissions thermiques, le développement de puissance ayant lieu meme dans la pièce à chauffer. REVENDICATIONS Installation de chauffage de pièces annulaires, par induction, earaetérisée en ce qu'elle est constitue par un bati (1) ; un inducteur. (A) composé d'un noyau magnétique fixe (2) sur lequel est montée une bobine inductrice (3) et d'un noyau magnétique mobile (5) tournant autour d'une articulation (6) ; un dispositif de levage (B) du noyau mobile (5) formé d'un cylindre pneumatique (11) et d'un levier (9) à rouleau (10) ; un dispositif de rotation (C) constitué d'un plateau tournant (D) à deux sièges (E) pour la pose des pièces annulaires à chauffer (4), ces sièges jouant alternativement, le rôle de postes de chargement - déchargement (18), et de postes de chauffages (19), et le plateau D étant fixé sur un axe 20 entraîné par un pignon (21) monté sur le même axe et engrène sur un secteur à dents (22) qui est mis en rotation sous un angle de 900, en faisant à son tour tourner le plateau D sous un angle de 1800. 2. Installation selon la revendication 1; caractérisée en ce que, dans le but d'une bonne fermeture du circuit magnétique avec élimination complète des vibrations dues au passage de la tension d'alimentation par le point zéro, le dispositif de levage (B) du. noyau mobile (5) est muni d'un ressort precomprime (13) qui, après la fin de la course de fermeture est com-primé supplémentairement par le cylindre pneumatique (11) sur la dernière partie de sa course, par l'intermédiaire d'une plaque mobile (12), assurant ainsi une force supplémentaire de pressage du noyau mobile (5) sur le noyau magnétique fixe (2). 3. Installation selon la revendication 2, caractrisée en ce qu'elle est équipée d'un détecteur de position (16) actionné par le noyau magnétique mobile (5) qui signale la fermeture du circuit magnétique, et d'un autre détecteur (17) qui signale la production de la force de pressage supplé- mentaire, les signaux des deux détecteurs conditionnant le démarrage du chauffage. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que dans le but d'assurer la fermeture du circuit magnétique seulement quand le plateau tournant (D) se trouve en position de travail, le dispositif de rotation (C) est équipé-de deux butées mécaniques réglables (26), pour arreter la course du secteur à dents (22) et de deux détecteurs électriques (252 signalant le moment où la position de levage du noyau mobile (5) est atteinte et, en meme temps, effectuant une sélection de la course du piston du cylindre pneumatique (23), ppur la rotation du plateau (D), en préparant la commande pour la course en sens inverse. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications pré édentes, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un détecteur de position (15) du noyau mobile (5) signalant la position inférieure de ce dernier en commandant ainsi le commencement de la course de rotation du plateau (D).