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Dispositif pour le chauffage électro-inductif des pièces métalliques.
Comme on le sait, on emploie pour le chauffage électro- inductif des pièces métalliques.des bobines d'induction connectées directement ou par l'intermédiaire d'un transformateur. à la source de courant électrique. A cet effet on emploie comme source de courant un convertisseur à moteur, une génératrice à éclateur ou à tubes ou un changeur de fréquence statique.
Lorsque, au moyen des inducteurs susmentionnés, on doit traiter des pièces de formes et de dimensions différentes, l'utili- sation de l'installation une fois établie se heurte à des difficul- tés car les sources de courant et transformateurs n'admettent une utilisation maximum, c'est-à-dire le débit de la puissance maximum, que dans une très petite gamme de tensions. Or'l'utilisation d'une source de courant considéré est maximum quand, pour une valeur
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maximum de la puissance, la tension de l'inducteur, déterminée par la forme de la pièce, correspond à la tension nominale de la source de courant.
Naturellement, quand on emploie un transforma- teur intermédiaire, la tension primaire du transformateur, qui elle aussi dépend de la forme de la pièce, doit correspondre à la tension nominale de la source de courant.
Quand on traite au moyen d'un dispositif déterminé des pièces de petit diamètre et de grande largeur et que dans ces conditions la source de courant fournit la puissance maximum, il n'est point possible de traiter à l'aide du même dispositif des pièces de grand diamètre et de faible largeur en employant la puissance maximum en soi disponible. En effet, alors que dans le premier cas la tension appliquée à l'inducteur, déterminée par la forme de la pièce, est relativement faible,' la dernière forme men- tionnée de la pièce exige une puissance relativement élevée. Tou- tefois, comme on ne dispose que de la même puissance que dans le premier cas, on ne peut prendre à la source de courant qu'une fraction de la puissance maximun.
Jusqu'à présent, pour répondre à ces conditions de service ou à des conditions de service analogues, on remplaçait le trans- formateur employé ou on changeait les connexions de la source de courant ou de l'enroulement du transformateur. Toutefois, un chan- gement de connexions de l'enroulement primaire signifie que le transformateur doit être surdimensionné dans une mesure telle qu'on puisse transmettre sous la tension minimum la puissance maximum. Un changement de connexions de l'enroulement secondaire du transformateur ne peut en général pas être exécuté en raison des intensités de courant extrêmement élevées. Les expédients pré- cités causent naturellement une perte de temps et des frais no- tables et, en outre, diminuent dans une mesure non négligeable le rendement de l'installation.
Suivant l'invention, pour obvier à ces difficultés que .l'on rencontre avec les dispositifs pour le chauffage électro- @
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inductif des pièces métalliques, où l'appareil de chauffage proprement dit (bobine) est alirnenté par la source de courant directement ou par l'entremise d'un transformateur, on monte en amont de l'appareil de chauffage des distributeurs intermé- diaires interchangeables. Ces distributeurs interchangeables ont pour but de commuter les spires de l'appareil de chauffage en série ou en parallèle, individuellement ou par groupes de plusieurs, en conformité des conditions imposées ou existantes.
Par ce moyen il devient possible d'adapter l'ensemble de l'instal- l.ation à toute forme des pièces en intercalant dans tout cas particulier le distributeur intermédiaire remplaçable correspondant.
Il n'est alors plus nécessaire de remplacer le transformateur ou de recourir à des changements de connexions compliqués, et malgré cela on assure le rendement maximum pour toute puissance débitée allant jusqu'à la puissance maximum. Par le choix d'un distributeur approprié on peut aussi influencer dans une large mesure l'opéra- tion de chauffage en elle-même.
Dans les cas où le dispositif est équipé d'un transforma- teur intermédiaire, on peut prévoir un second distributeur qui est monté en aval de l'enroulement secondaire du transformateur. Le distributeur groupe les différentes spires de l'enroulement secon- daire en conformité des conditions données.
Suivant l'invention, on constitue ces distributeurs in- termédiaires, servant à l'adaptation de la commutation,, par deux ou plusieurs longerons isolés les uns des autres et percés de trous pour des boulons d'attache. Les longerons sont tous plats ou ils sont coudës pour une part et plats pour l'autre et alter- nent alors entre eux, tous étant de même isolés les uns des autres.
On décrira ci-après plusieurs exemples d'exécution de l'invention en se référant aux dessins annexés.
La fig. 1 montre le schéma d'une installation complète- conforme à l'invention. L'enroulement primaire à plusieurs spires 1 d'un transformateur est connecté par des conducteurs d'amenée 2
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à une source de courant electrique 3. L'enroulement primaire 1 est entouré par un enroulement secondaire à plusieurs spires 4 auquel est connecté un distributeur intermédiaire 5. Le distributeur 5 alimente une bobine d'induction 6. Les distributeurs intermédiaires interchangeables 5 peuvent établir toute connexion voulue en série, en série-parallèle ou en parallèle des spires de la bobine d'in- duction 6 ou grouper de manière appropriée les spires de l'enrou- lement secondaire 4 du transformateur.
La fig. 2, qui est une vue suivant la direction de la flè- che 15 de la vue en plan de la fig. 3, montre un distributeur ' auquel sont connectées les différentes spires de la bobine d'in- duction servant à chauffer une pièce cylindrique 1. La bobine d'induction 2 est constituée de spires 3 refroidies par eau, dont le diamètre et la hauteur sont adaptés aux conditions du traite- ment voulu. Les spires distinctes comportent à leurs extrémités des éléments de connexion 4 établis creux de manière à être par- courus dans le sens des flèches 5 et 6 par l'agent de refroidisse- ment. Des boulons 7 servent en même temps à tenir ensemble les spires distinctes et à les connecter à des longerons distributeurs
8.
Les boulons 7 doivent être insérés avec interposition d'isolant, par exemple en disposant en-dessous des écrous des épaisseurs d'isolant 16 ou en employant des boulons en matière isolante.
Dans la forme d'exécution des figs. 2 et 3, choisie à titre d'exemple, le distributeur intermédiaire, qu'on connecte au transformateur au moyen de trous à boulons 12, commute en série les spires distinctes 3. La tension inductrice correspond ainsi à la somme des tensions appliquées aux spires distinctes.
En employant des distributeurs de ce genre on peut exécu- : ter les sortes de traitement les plus différentes. Quand la pièce cylindrique 1 est notablement plus longue que la bobine, on peut opérer le chauffage en produisant un mouvement relatif entre la pièce et l'appareil de chauffage. Lorsque pour produire par exemple . une trempe superficielle on ne doit chauffer la pièce qu'à la sur-
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face, toutes les huit spires peuvent être commutées en parallèle de manière que si la tension de la source de courant est élevée un courant intense circule dans l'inducteur.
Toutefois, il peut aussi être avantageux, pour d'autres sortes de chauffage, de grouper respectivement quatre spires ou deux spires et de commuter en série ou en parallèle ces différents groupes de spires. Il est possible par ailleurs de choisir le.nombre de spires de manière qu'il soit différent, par exemple d'employer, sur huit spires, trois ou quatre seulement. Il est clair aussi qu'au lieu des spi- res représentées, d'une ouverture déterminée, on peut naturelle- ment employer un groupe de spires d'une autre ouverture, pour per- mettre ainsi d'adapter l'ensemble de l'installation au traitement de pièces de grandeurs différentes.
L'intercalation de ces distri- buteurs donne ainsi la possibilité d'utiliser une installation donnée de façon complète pour le chauffage de pièces des formes les plus différentes tout en se conformant dans la plus large mesure possible aux constantes, électriques de la source de cou- rant.
Les figs. 4 et 5 représentent respectivement en élévation et en plan un distributeur intermédiaire servant à commuter en parallèle les spires distinctes du conducteur chauffant. Le distri- buteur est constitué par deux longerons d'amenée de courant 9 et 10 qui ont la forme de plaques et qui sont isolés l'un de l'autre par une couche intercalaire 11. Les trous 12 servent à.connecter le distributeur à la source de courant, les trous 13 à fixer les spires distinctes de l'appareil de chauffage.
Les figs. 6 et 7. représentent respectivement en élévation et en plan un distributeur servant à réunir des groupes distincts de spires de l'inducteur. Les spires juxtaposées respectivement du côté droit et du côté gauche sont commutées en parallèle par les longerons 9 et 10. On constitue de la sorte deux spires com- posées qu'on commute entre elles en série par un longeron coudé 14 qui est isolé en 11 par rapport aux longerons 9 et 10. Le @
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distributeur représenté sur les figs. 8 et 9 en élévation et en plan commute en parallèle respectivement deux spires distinctes qu'à leur tour on commute en série.
Le distributeur représenté sur les figs. 10 et 11 sert à commuter les huit spires distinctesén série comme elles sont employées par exemple dans le montage représenté sur les figs. 2 et 3.
Les distributeurs permettent naturellement aussi d'omettre différentes spires ou différents groupes de spires et par consé- quent il est possible, en employant des distributeurs comme ceux représentés sur les figures des dessins annexés, de mettre en oeuvre tout nombre voulu de spires entre un et huit selon tout mode de commutation voulu. Au lieu d'un distributeur prévoyant la possibilité de connecter huit spires on peut naturellement aussi employer des distributeurs qui fournissent la possibilité de connecter un nombre plus grand ou un nombre plus petit de spires distinctes.
Pareillement, un montage comme celui représenté à titre d'exemple sur les figs. 2 et 3 peut aussi servir à commuter l'en- roulement secondaire du transformateur intermédiaire. Les spires 3, qui sur les figs. 2 et 3 représentent les spires de l'inducteur, seraient alors évidemment les spires secondaires du transformateur intermédiaire. Quand on emploie tant un distributeur pour l'enrou- lement de l'inducteur qu'un distributeur pour l'enroulement secon- daire du transformateur, on raccorde directement entre eux les deux longerons distributeurs au moyen de trous à boulon 12. Il est également possible d'omettre le distributeur pour la bobine d'in- duction et de travailler exclusivement avec un distributeur pour l'enroulement secondaire du transformateur.
Les dispositifs pour le chauffage électro-inductif des pièces métalliques, qui conformément à l'invention sont équipés de pareils distributeurs, peuvent être utilisés pour les traitements les plus différents de pièces ayant les formes les plus diverses.
Pour les différentes sortes de traitement et les différentes formes de pièces il importe seulement de choisir à l'avenant la bobine
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d'induction connectée à la source de courant. C'est ainsi qu'on peut exécuter par exemple toutes les sortes de chauffage requi- ses à propos de la trempe en surface et on peut à l'avenant utili- ser un tel dispositif également pour la soudure à haute fréquence.
De manière générale, l'emploi de l'invention est avantageux, à l'avenant dans tous les cas où la tension du consommateur est fortement différenciée et où pour conserver un rendement avanta- geux il faut que le débit de puissance de l'installation électrique soit le plus grand possible.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Dispositif pour le chauffage électro-inductif des pièces métalliques, dans lequel l'appareil de chauffage proprement dit (bobine) est alimenté par la source de courant directement ou par l'entremise d'un transformateur intermédiaire, caractérisé par des distributeurs intermédiaires interchangeables destinés à être montés en amont de l'appareil de chauffage, qui permettent de com- muter les spires de l'appareil de chauffage en série ou en paral- lèle, individuellement ou par groupes de plusieurs, en conformité des conditions imposées ou existantes.