Brevet FR2489645A1 — publié le 19820305

La présente invention concerne le traitement thermique par induction de fils, en particulier de fils métalliques amagnétiques (non ferromagnétiques). On sait faire un tel traitement thermique à l'aide d'un inducteur solénoide dans lequel passe le fil à traiter. Quoique non dénué d'avantages - simplicité notamment - ce procédé est sujet dans certains cas à un rendement faible. La présente invention vient proposer un dispositif capable d'un rendement plus élevé. Dans le dispositif proposé, l'enroulement inducteur est bobiné sur un circuit magnétique presque fermé, définissant un entrefer allongé le long duquel passe le fil à traiter. De préférence, le circuit magnétique est en ferrite. Avantageusement, la fréquence d'induction s'établit entre 2000 Hz et 1 MHz environ. Dans une première variante de réalisation, les extrémités opposées du circuit magnétique donnant sur l'entrefer s'amincissent vers l'entrefer. Dans une autre variante, les extrémités opposées du circuit magnétique donnant sur l'entrefer sont élargies ou de même section, ceci autorisant le chauffage simultané de plusieurs fils. Par rapport au solénoïde, un système ouvert tel que celui qui est décrit présente un intérêt visà-vis de la manutention de par la facilité à insérer le fil dans la zone de chauffage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés pour illustrer à titre non limitatif différents modes de réalisation de la présente invention, et sur lesquels la figure 1 illustre schématiquement un inducteur solénoïde classique . la figure 2 illustre un premier mode de réalisation de la présente invention ; et les figures 3 et 4 illustrent respectivement deux variantes du mode de réalisation préférentiel de la figure 2. La figure 1 illustre donc un inducteur solénoïde, désigné par la référence générale 1; entourant une section de fils, désignée par 2. Il a été observé que le chauffage d'un matériau non magnétique de faible section nécessite une fréquence élevée. Mais, même lorsque l'on utilise une fréquence adaptée, le rendement d'un inducteur solénoïde selon la figure 1 demeure souvent faible. On a imaginé une disposition nouvelle qui permet d'améliorer nettement le rendement, en éloignant l'inducteur du fil à traiter, sous réserve de prévoir entre eux un circuit magnétique presque fermé dans l'entrefer duquel se trouve le il. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de ce genre, où l'on voit une section d'inducteur 10, constituée par exemple de tube de cuivre, enroulé sur un circuit magnétique désigné par la référence générale 30. Ce circuit 30 comporte un montant vertical 31 sur lequel est bobinée la majeure partie du circuit 10 ; le montant 31 est complété par deux montants horizontaux opposés 32 et 34, lesquels à leur tour viennent se soliaariser sur deux montants verticaux en regard 33 et 35, dont les extrémités se font face pour définir un entrefer 40. Dans l'entrefer 40, vient se déplacer le fil 20 à traiter. Les expériences ont été conduites, avec un circuit magnétique en ferrite, dimensionné à une taille suffisante. Ces expériences ont été menées pour des fréquences d'induction établies entre 2000 et 20000 Hz environ. Plus particulièrement, les expériences ont été conduites à la fréquence de 15000 Hz, sur des matériaux amagnétiques (cuivre et acier inoxydable). Les résultats obtenus ont été les suivants - pour l'acier inoxydable, le rendement est de 70 %, contre 34 % à 15000 Hz avec un inducteur solénoïde classique. - pour le cuivre, le rendement est de 75 %, contre 40 % à 15000 Hz avec un inducteur solénoïde classique. Les essais ont été effectués notamment avec un ensemble inducteur dont les dimensions, telles que définis par la figure 2, étaient A = 28 mm L = 90 mm H = 152 mm G = 93 mm. Un fil inox de diamètre 6 mm a été testé à la fréquence de 15000 Hz. La taille de l'entrefer D était de 10 mm. Comme précédemment indiqué, le rendement est voisin de 70 %. Ce rendement atteint 82 % lorsque deux fils sont chauffés simultanément dans le même entrefer. Un fil de cuivre de même diamètre chauffé à une fréquence de 15000 Hz, dans un entrefer de 10 mm, a permis d3atteindre un rendement de 0,75,chiffre qui est porté à 0,85 lorsque deux fils sont chauffés simultanément. D'autres expériences ont été conduites avec un circuit magnétique dont les extrémités opposees du circuit magnétique donnant sur l'entrefer 40, illustrées en 36 et 37 sur la figure 3, ont été biseautées, afin de s'amincir progressivement vers l'entrefer, jusqu'S avoir une taille qui correspond sensiblement à la largeur de l'entrefer utile. A la différence du premier, ce circuit ne permettait de chauffer qu'un seul fil. Ces expériences ont permis de mettre en lumière des rendements expérimentaux encore meilleurs que ceux qui sont indiqués précédemment. Le rendement de chauffage d'un fil inox de diamètre 6 mm est alors voisin de 80 %. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais elle s'étend à toute variante conforme à son esprit, telle que par exemple la variante représentée à la figure 4 dans laquelle les extrémités opposées (38, 39) du circuit magnétique (30) donnant sur entrefer (40) sont élargies. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement thermique de fils amagnétiques par induction, du type comprenant un enroulement inducteur (10) en coopération électromagnétique avec le fil à traiter (20), caractérisé par le fait que ledit enroulement inducteur est bobiné sur un circuit magnétique (30) presque fermé, définissant un entrefer allongé (40) le long duquel passe le fil à traiter. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (30) est en ferrite. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la fréquence d'induction s'établit entre 2 000 Hz et 1 MHz environ. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les extrémités opposées (36, 37) du circuit magnétique donnant sur l'entrefer (40) s'amincissent vers l'entrefer. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les extrémités opposées (38, 39) du circuit magnétique (30) donnant sur l'entrefer (40) sont élargies ou de même section, ce qui autorise le chauffage simultané de plusieurs fils.