Appareil de chauffage par induction La présente invention se rapporte<B>à</B> un appareil pour chauffer par induction une pièce<B>à</B> usiner allongée suivant plusieurs plages de température variables ou uniformes, cet appareil permettant de chauffer des pièces<B>à</B> usiner de divers types et formes.
Afin d'obtenir des plages de température soit uni formes, soit variables sur la surface d'une pièce<B>à</B> usiner, il a été habituellement tenu comme nécessaire de préparer une bobine de chauffage<B>à</B> solénoïde ayant un diamètre et une longueur particuliers et un écarte ment variable entre les tours. Par exemple, si on désirait produire des plages de chauffage variables sur la lon gueur d'une pièce<B>à</B> usiner de section transversale constante, ou des plages de chauffage uniformes sur la surface d'une pièce<B>à</B> usiner de section transversale variable, le pas et/ou le diamètre de la bobine était modifié sur sa longueur afin d'obtenir le résultat désiré. <B>Il</B> était habituellement nécessaire de construire une bobine et d'observer les plages de chauffage obtenues.
Les plages désirées n'étaient obtenues qu'après plu sieurs modifications successives de la bobine; et, en général, la bobine qui en résultait ne donnait pas satis faction pour d'autres charges. Ainsi, chaque nouvelle pièce<B>à</B> usiner nécessitait un nouveau modèle de bobine de chauffage, et, étant donné qu'il n'existe pas deux types de pièces<B>à</B> usiner identiques, un modèle spéci fique de bobine était nécessaire pour chaque tâche.
La présente invention a pour but d'éviter les incon vénients précités et l'appareil qui en fait l'objet com prend une première bobine divisée en plusieurs sections de bobine séparée et pourvue d'un passage central pour la réception de la pièce<B>à</B> usiner et est caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième bobine divisée également en plusieurs sections de bobine séparées reliées en parallèle aux sections correspondantes de la première bobine, ladite deuxième bobine ayant aussi un passage central, et un organe de commande allongé agencé de manière<B>à</B> modifier les impédances des dif férentes sections de la deuxième bobine en fonction des plages de chauffage<B>à</B> obtenir sur la pièce<B>à</B> usiner, cet organe étant disposé dans le passage central de la deuxième bobine,
le tout étant agencé de manière que ledit organe de commande donnie <B>à</B> chaque section<B>de</B> ladite deuxième bobine une impédance telle que le courant dans la section correspondante de ladite pre mière bobine produise une plage de chauffage déter minée sur la partie correspondante de la pièce<B>à</B> usiner.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> représente une forme d'exécution de l'in vention dans laquelle plusieurs plages de chauffage variables sont produites sur une pièce<B>à</B> usiner d'épais seur variable au moyen d'un organe de commande en matière<B>à</B> faible résistivité disposé dans une bobine de commande.
La fig. 2 représente une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle les plages de chauffage de la fig. <B>1</B> sont de nouveau produites dans une pièce<B>à</B> usiner d'épaisseur variable, mais dans ce cas, un organe de commande en une matière magnétique est disposé dans la bobine de commande.
La fig. <B>3</B> représente encore une autre forme d'exé cution de l'invention dans laquelle une plage de chauffage uniforme est produite sur la surface d'une pièce<B>à</B> usiner de diamètre extérieur variable au moyen d'un organe de commande en une matière conductrice <B>à</B> faible résistivité disposé dans la bobine de commande.
Se référant<B>à</B> la fig. <B>1,</B> il<B>y</B> est représenté une bobine de chauffage<B>10</B> et une bobine de commande 12 qui, pour des buts d'explication, possèdent les mêmes lon gueur, diamètre et pas, que la bobine de chauffage<B>10.</B> Les deux bobines<B>10</B> et 12 sont reliées en parallèle<B>à</B> une source de courant alternatif 14, comme représenté. Connecté en dérivation avec la source 14, se trouve un condensateur habituel<B>16</B> de correction du facteur de puissance. La bobine<B>10</B> est pourvue de prises<B>A à 1</B> qui sont reliées<B>à</B> des points correspondants<B>A'</B> et<B>l'</B> sur la bobine de commande 12. De cette façon, chaque bobine est divisée en courtes sections successives, les sections correspondantes des deux bobines étant reliées en parallèle.
Disposée dans la bobine de chauffage<B>10</B> se trouve une pièce<B>à</B> usiner<B>18,</B> et dans la bobine de commande 12 se trouve un organe de commande 20 qui peut être conducteur d'électricité ou être en matière magnétique et dont la forme dépend des plages de chauffage dési rées dans la pièce<B>à</B> usiner<B>18.</B> Sur la fig. <B>1,</B> l'organe de commande 20 est en une matière conductrice<B>à</B> faible résistivité, telle que le cuivre.
La pièce<B>à</B> usiner<B>18</B> et l'organe de commande 20 peuvent demeurer immobiles dans leurs bobines respectives pendant une opération de chauffage, ou on peut les faire passer progressivement <B>à</B> travers les sections de bobines, par exemple au moyen de cylindres hydrauliques 22 et 24 qui sont raccordés aux extrémités de la pièce<B>à</B> usiner et de l'organe de commande par l'intermédiaire d'attaches 24 et<B>26</B> respectivement.
<B>Il</B> est évident que lorsqu'une tension est appliquée aux deux bobines, le courant se divisera selon le rapport entre les impédances des différentes sections de bobines. Ainsi, entre l'extrémité de gauche de la bobine 12 et la prise B', la partie<B>28</B> de l'organe de commande 20 a une grande surface en coupe transversale. Etant donné qu'elle est en matière conductrice<B>à</B> faible résistivité, l'impédance de cette section de la bobine 12 s'abaissera de sorte qu'une plus grande quantité du courant sera déviée dans la bobine de commande 12. entre son ex trémité de gauche et la prise B, et la profondeur de chauffage produite dans la pièce<B>à</B> usiner entre son extrémité de gauche et la prise B sera relativement faible.
Entre les prises B' et<B>D',</B> la surface en coupe transversale de l'organe de commande 20 décroît, comme on le voit en<B>30.</B> Par conséquent, l'impédance de la section de la bobine 12 entre les prises<B>C'</B> et<B>D'</B> augmente de sorte qu'une plus grande proportion du courant est déviée vers la section de la bobine<B>10</B> entre les prises B et<B>D</B> pour augmenter la profondeur de chauffage dans cette portion de la pièce<B>à</B> usiner<B>18.</B> Entre les prises<B>D'</B> et F', toutefois, la surface en coupe transversale de l'organe de commande 20 augmente de nouveau, comme on le voit en<B>32,</B> de sorte que la profondeur de chauffage entre les prises<B>D</B> et F sur la bobine<B>10</B> diminue.
Entre les prises F' et<B>G',</B> la surface en coupe transversale de l'organe de commande 20 est très petite,<U>comme</U> on le voit en 34, de sorte que la profondeur de chauffage entre les prises F et<B>G</B> sur la bobine de chauffage<B>10</B> augmente de nouveau. Finalement, entre la prise G' et l'extrémité de droite de la bobine 12, la surface en coupe transversale de la matière conductrice<B>à</B> faible résistivité augmente, comme on le voit en<B>35,</B> pour réduire la profondeur de chauffage sur la pièce<B>à</B> usiner entre la prise<B>G</B> et l'extrémité de droite de la bobine de chauffage<B>10.</B> Bien entendu, il n'est pas nécessaire que l'organe de commande 20 soit entièrement de la même matière, ni du même diamètre.
Ainsi, la matière entre l'extré mité de gauche de la bobine 12 et la prise B' pourrait être une matière<B>à</B> faible résistivité pour réduire l'im pédance de cette section; tandis que celle entre les prises B' et<B>D'</B> pourrait être une matière magnétique pour augmenter l'impédance de cette section jusqu'à un maximum et produire une profondeur maximum de chauffage entre les prises B et<B>D</B> sur la bobine de chauffage<B>10.</B> Egalement, une matière<B>à</B> haute résistivité peut être employée entre certaines prises, qui produira une profondeur de chauffage comprise entre celle pro duite par la matière<B>à</B> faible résistivité et celle produite par la matière magnétique.<B>A</B> l'examen,
on se rendra compte qu'on peut utiliser un grand nombre de com binaisons de matières<B>à</B> faible résistivité ou<B>à</B> résistivité élevée et/ou de matières magnétiques pour obtenir les plages de chauffage désirées dans la pièce<B>à</B> usiner.
Quoique la longueur, le diamètre et le pas de la bobine de commande sont les mêmes que ceux de la bobine de chauffage pour la forme d'exécution de la fig. <B>1,</B> le pas, le diamètre, la longueur et d'autres particularités de la bobine de commande pourraient être différents, la seule exigence étant que l'appareil soit construit pour produire les impédances correctes<B>à</B> travers les diverses sections de la bobine de commande pour réaliser les plages de chauffage appropriées dans la pièce<B>à</B> usiner <B>18.</B> Le pas de la bobine 12 peut varier sur sa longueur pour autant que les plages de chauffage exactes soient produites dans la pièce<B>à</B> usiner.
En outre, l'organe de commande 20 peut être d'une pièce comme représenté ou peut comporter des piécettes séparées en fer ou en cuivre, par exemple, qui sont placées dans la bobine de commande 12, afin de réaliser les plages de chauffage désirées.
Sur la fig. 2, une autre forme d'exécution de l'inven tion est représentée qui comprend encore une fois la bobine de chauffage<B>10</B> et la bobine de commande 12, les deux étant divisées en sections reliées en parallèle. Dans ce cas, toutefois, l'organe de commande 20 est entièrement en matière magnétique de sorte que son profil est inversé par rapport<B>à</B> celui de l'organe de commande de la fig. <B>1</B> qui était formé de matière con ductrice<B>à</B> faible résistivité.
Ainsi, entre l'extrémité de gauche de la bobine 12 et la prise B', le diamètre de la matière magnétique est réduit pour diminuer l'impé dance de la bobine<B>de</B> commande entre l'extrémité de gauche et la prise B' de sorte qu'une plus grande pro portion du courant sera dérivée<B>à</B> travers cette section de la bobine de commande et une plage de chauffage relativement peu profonde se produira dans la pièce<B>à</B> usiner<B>18</B> entre l'extrémité de gauche de la bobine de chauffage et la prise B.
Entre la prise B' et la prise<B>D'</B> sur la bobine de commande, le diamètre de la matière magnétique augmente de sorte que l'impédance de cette section de la bobine de commande augmente pour accroître la profondeur de chauffage entre les prises B et<B>D</B> sur la bobine de chauffage<B>10.</B> Entre les prises<B>D'</B> et F', le diamètre de la matière magnétique de la charge 20 diminue pour réduire la profondeur de chauffage dans cette section de la pièce<B>à</B> usiner<B>18,</B> et ainsi<B>de</B> suite.
<B>S</B>ui la fig. <B>3,</B> une autre forme d'exécution de l'inven tion est représentée qui comprend de nouveau la bobine de chauffage<B>10</B> et la bobine de commande 12. Dans ce cas, toutefois, la pièce<B>à</B> usiner a une coupe transversale variable sur sa longueur, tandis que l'organe de com mande 20 est formé d'une matière conductrice<B>à</B> faible résistivité.
On supposera qu'on désire produire une plage de chauffage uniforme sur toute la longueur de la pièce<B>à</B> usiner<B>18.</B> Par conséquent, entre l'extrémité de gauche de la bobine de commande 12 et la prise<B>A',</B> le diamètre de l'organe de commande 20 est faible pour le augmenter champ magnétique l'impédance entre de cette l'extrémité section. de De gauche cette <RTI
ID="0003.0016"> façon' de la bobine de chauffage<B>10</B> et la prise<B>A</B> augmentera pour satisfaire la section de diamètre réduit de la pièce<B>à</B> usiner. Entre les prises<B>A'</B> et<B>D',</B> le diamètre de l'organe de commande est plus grand pour réduire l'impédance de la bobine de commande entre ces prises et ainsi réduire la force du champ magnétique entre les prises <B>A</B> et<B>D</B> sur la bobine de chauffage<B>10.</B> Par conséquent, quoique le diamètre de la pièce<B>à</B> Usiner<B>18</B> soit grand entre les prises<B>A</B> et<B>D,</B> la profondeur de chauffage sur cette section sera la même que celle sur la section entre l'extrémité de gauche de la bobine et la prise<B>A,
</B> du fait qu'une plus grande proportion du courant a été dérivée<B>à</B> travers la bobine de commande entre les prises<B>A'</B> et<B>D'.</B> Entre les prises<B>E'</B> et H' de la bobine de commande, le diamètre de l'organe de commande 20 est de nouveau faible pour augmenter l'impédance dans la bobine de commande entre ces points et dévier une plus grande proportion du courant vers la bobine de chauffage entre les prises<B>D</B> et H de la bobine de chauffage. Ceci, bien entendu, augmentera l'intensité du champ magnétique entre les prises précitées de la bobine de chauffage pour produire la profondeur désirée de chauffage sur la partie<B>à</B> diamètre réduit de la pièce<B>à</B> usiner entre les points<B>D</B> et H.
Ainsi qu'on le comprendra aisément, étant donné que le diamètre de la pièce<B>à</B> usiner est grand entre les prises H et<B>1</B> sur la bobine de chauffage<B>10,</B> le diamètre de l'organe de commande est également grand entre les prises H' et <B>l'</B> de la bobine de commande. Similairement, le dia mètre de la pièce<B>à</B> usiner et celui de l'organe<B>de</B> commande diminuent entre les prises<B>1</B> et<B>l'</B> et les extrémités des bobines respectives.
Bien entendu, l'organe<B>de</B> commande 20 pourrait être en matière magnétique au lieu de matière conduc trice<B>à</B> faible résistivité, auquel cas la forme de l'organe de commande 20 sera exactement l'opposé<B>de</B> celle de la pièce<B>à</B> usiner pour obtenir une plage de chauffage uniforme sur toute la longueur de la pièce<B>à</B> usiner.
La pièce<B>à</B> usiner<B>18</B> et l'organe de commande 20 peuvent être déplacés<B>à</B> égales vitesses dans les bobines <B>10,</B> 12 respectivement; toutefois, si la pièce<B>à</B> usiner et l'organe de commande ont la même longueur, ils devraient préférablement pénétrer simultanément dans les bobines respectives.