CH622729A5 - Press for induction brazing metal workpieces including raised or curved peripheral portions - Google Patents

Description

La présente invention concerne une presse à braser deux ou plusieurs j>laques de métal ensemble pour obtenir une structure métallique stratifiée et, plus particulièrement, une presse permettant de braser sur une première pièce comportant d'une part, une partie centrale plane et, d'autre part, une partie périphérique incurvée ou relevée, une seconde pièce recouvrant cette partie centrale et partiellement la partie périphérique.

De telles presses à braser sont généralement utilisées dans la fabrication des récipients de cuisson, où il est avantageux de réunir à un embouti en acier inoxydable, par exemple, et comportant un fond plan et des jupes relevées et incurvées, une pièce dite fond diffuseur de chaleur en un métal bon conducteur thermique, tel que le cuivre, l'aluminium ou leurs alliages.

Dans le brevet français N° 2087328, on a décrit une presse à braser permettant de réunir à un embouti aux bords relevés, un revêtement diffuseur préformé dont la face en regard de l'embouti comporte également des bords relevés de forme adaptée à celle de l'embouti. Ce brasage est effectué ici à l'aide d'une pièce chauffante intermédiaire unique en matériau ferromagnétique, dite «susceptor», qui est de forme particulière, c'est-à-dire qu'il comprend une partie centrale mince, légèrement concave et des bords relevés d'une épaisseur importante, dont la face en regard du fond diffuseur s'adapte à la forme extérieure définitive que celui-ci doit prendre après son brasage sur l'embouti. La pression exercée par la presse sur les bords du susceptor les fait légèrement pivoter, grâce à sa concavité, par rapport à son centre et, par conséquent, plaque fortement les bords relevés du fond diffuseur contre les parties correspondantes de l'embouti.

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Pour effectuer le brasage de ces parties périphériques incurvées, la presse décrite dans le brevet précité comporte en outre un inducteur supplémentaire entourant les bords de ce susceptor.

L'expérience a montré qu'après un certain nombre d'opérations de pressage et de chauffage, le susceptor ainsi agencé perd la concavité de sa partie centrale et il est nécessaire de retirer le susceptor de la presse et de le remettre en forme correcte en appliquant, par exemple, une pression sur son centre, ce qui signifie l'interruption de la production pendant le temps nécessaire au remplacement du susceptor par un autre en bon état.

On a également décrit, dans le brevet français N° 2105660, une presse à emboutir une plaque de revêtement plane posée sur un embouti à fond plan avec des bords relevés afin que cette plaque recouvre le fond ainsi que les bords, et à les braser ensemble ensuite. Une telle presse comporte un mandrin portant l'embouti, deux vérins coaxiaux dont le premier porte sur son extrémité inférieure un bloc rigide englobant l'inducteur principal et la partie centrale plane du susceptor ferromagnétique. Le premier vérin étant actionné d'abord, il presse la plaque plane de revêtement contre le fond plan de l'embouti. Le second vérin porte sur son extrémité inférieure une chemise ou caisson cylindrique rigide entourant le bloc inducteur. Cette chemise porte sur son extrémité inférieure la partie périphérique annulaire du susceptor, distincte de sa partie centrale, et destinée, d'une part, à conformer par emboutissage la périphérie de la plaque de revêtement diffuseur aux bords relevés de l'embouti et, d'autre part, à l'aide d'un inducteur supplémentaire entourant cette partie périphérique de l'extérieur, à les réunir par brasage.

Par ailleurs, dans le brevet français N° 2153620, on a également décrit une presse à braser pour réunir un revêtement diffuseur préformé à un embouti pour recouvrir le fond plan et les bords relevés de celui-ci où, pour obtenir un contact intime entre les bords relevés de l'embouti et la périphérie du revêtement diffuseur, on exerce une pression supplémentaire d'en bas sur les bords de la jupe de l'embouti de façon à la déformer légèrement. Cela est obtenu ici, soit à l'aide de moyens élastiques tels que des ressorts, soit à l'aide d'une presse à double effet (à deux vérins). La pression supplémentaire exercée sur la jupe doit être soigneusement dosée à la limite de l'élasticité car il faut éviter, d'une part, la déformation permanente de l'embouti et, d'autre part, l'insuffisance ou l'absence totale de déformation due, par exemple, à l'affaiblissement des ressorts, l'embouti étant généralement très rigide. Cela augmente le coût de l'installation.

Le but de la présente invention est de créer une presse à braser permettant d'éviter le risque de la déformation permanente ou insuffisante en exerçant une pression supplémentaire, non pas sur la jupe, mais sur les bords incurvés du revêtement, sans nécessiter l'utilisation d'une presse à double effet comme dans le second brevet cité de la titulaire.

Dans ce but, l'invention a pour objet une presse à braser pour réunir un embouti comportant un fond circulaire plan, une jupe symétrique autour d'un axe et des parties incurvées reliant le fond à la jupe, à une pièce préalablement formée, dite revêtement diffuseur, devant recouvrir ledit fond et au moins partiellement lesdites parties incurvées de l'embouti, ladite presse comportant un bâti de support fixe, un vérin unique fixé au bâti, un mandrin soutenant l'embouti et porté par la tige mobile du vérin, un bloc contenant un inducteur principal couplé au bâti et situé au-dessus et en regard du mandrin, des moyens intermédiaires de chauffage en un métal ferromagnétique comportant deux parties distinctes, constituées par une partie centrale plane insérée entre ledit revêtement et ledit bloc inducteur qui la porte, et une partie périphérique de forme annulaire dont la face intérieure présente une forme adaptée à celle de la face extérieure des parties périphériques du revêtement diffuseur recouvrant les parties incurvées de l'embouti, un inducteur supplémentaire entourant la partie périphérique des moyens intermédiaires, afin de la chauffer, et un manchon cylindrique réalisé, au moins en partie, en un matériau isolant indéformable entourant coaxialement le bloc inducteur principal et couplé à son extrémité en regard du mandrin à ladite partie périphérique annulaire ainsi qu'à l'inducteur supplémentaire entourant celle-ci et, à son autre extrémité, au bâti de la presse, ladite presse étant caractérisée par le fait que l'une des parties centrale et périphérique des moyens de chauffage intermédiaires ou le bloc ou manchon qui les portent, sont couplés au bâti de la presse à l'aide de moyens de couplage élastiques, calibrés et guidés à l'aide de moyens de guidage de façon à pouvoir effectuer un déplacement axial limité par rapport à l'autre partie qui est fixée au bâti, afin que, lorsque ledit vérin unique pousse le mandrin vers le bloc, des pressions respectivement exercées sur les portions centrale et périphérique respectives du fond de l'embouti et du revêtement soient indépendantes l'une de l'autre.

L'invention sera mieux comprise et les caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après, donnée à titre d'exemple, et des dessins annexés s'y rapportant sur lesquels :

— la fig. 1 représente une coupe en élévation d'une partie d'un premier mode de réalisation d'une presse à braser suivant l'invention;

— la fig. 2 représente une coupe en élévation partielle d'un premier mode d'exécution d'un second mode de réalisation d'une telle presse à braser;

— la fig. 3 illustre en coupe un second mode d'exécution de ce second mode de réalisation, et

— la fig. 4 représente une coupe partielle axiale en élévation d'une partie du mode d'exécution préféré d'une presse à braser suivant le second mode de réalisation de l'invention.

La fig. 1 est une coupe partielle, axiale en élévation du premier mode de réalisation de l'invention.

Sur la fig. 1, on a représenté en 1 l'inducteur principal de la presse à braser permettant de réunir ensemble deux plaques, dont la première est constituée par le fond d'un embouti 2 en acier inoxydable, par exemple, et dont la seconde est une plaque en un métal bon conducteur de chaleur devant constituer un revêtement diffuseur thermique 3 qui sera, par exemple, en aluminium ou en un alliage de ce métal. Dans l'interface entre les deux éléments qui doivent être réunis par brasage, on dépose un apport de brasage comportant généralement un flux et un alliage de métaux ayant généralement un point de fusion légèrement inférieur (de 30 à 40° C) à celui des deux métaux ayant le point de fusion inférieur (c'est-à-dire de l'aluminium ou de son alliage).

L'embouti 2 est soutenu par un mandrin composé de deux pièces dont la première 4, réunie à la tige 14 du vérin monté sur le bâti de la presse, est en métal, et dont la seconde 5 qui entre en contact avec le fond de l'embouti 2 devant recevoir le revêtement diffuseur 3 apporté par brasage, est en un isolant thermique, c'est-à-dire en une matière mauvaise conductrice de chaleur, tel qu'un composé amiante-ciment. La seconde pièce 5 du mandrin est soutenue par la première 4 et son extrémité supérieure épouse la forme de l'intérieur du fond de l'embouti 2.

Le revêtement diffuseur 3 est préformé, c'est-à-dire sa face en regard de l'embouti 2 est adaptée à la forme de ce dernier. L'inducteur principal 1 est enrobé par une matière plastique ou par un composé réfractaire à base de ciment, formant un bloc 6 rigide qui est porté par une plaque métallique 7 solidaire d'un bras du bâti de la presse, réalisée de manière connue (non représentée), de façon à être disposé en regard du mandrin et coaxialement avec celui-ci. Le bloc inducteur 6 peut être protégé contre réchauffement (lorsqu'il n'est pas réfractaire) par un écran froid et par une plaque d'isolement thermique en amiante-ciment (non représentés) qui sont insérés, selon la technique antérieure, entre la face inférieure du bloc 6 et un élément chauffant intermédiaire en un matériau ferromagnétique, appelé susceptor dans les brevets précités de la titulaire.

Les dimensions de l'inducteur principal 1 correspondent

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sensiblement à celles de la partie plane du fond de l'embouti 2 et il recouvre approximativement celle-ci.

L'inducteur principal 1 est de type classique utilisé, généralement, pour chauffer une surface plane aussi uniformément que possible, telle qu'une spirale plate (appelée «pancake» dans la littérature anglo-saxonne) à pas uniforme ou non, ou une spirale conique ou tronconique. Il est également possible d'utiliser avantageusement un inducteur dérivé de la spirale plate, tel que décrit r dans le brevet français N° 2087071, comportant une pluralité de spires concentriques, reliées en série et situées respectivement à des distances différentes du susceptor chauffant de façon à obtenir une répartition de températures sensiblement uniforme dans l'interface entre le fond de l'embouti 2 et le revêtement diffuseur 3. Du fait que le revêtement diffuseur 3 comporte des bords relevés devant également être brasés à l'embouti 2, la presse comporte ici deux composants chauffants intermédiaires distincts dont l'un 100 est plan et constitue la partie centrale du susceptor situé au-dessous de l'inducteur principal 1 et dont l'autre Ì0Ì.est-annulaire et constitue la partie périphérique du susceptor entourant, d'une part, la partie centrale 100 et, d'autre part, la périphérie incurvée du revêtement diffuseur 3, comme il a été décrit dans les second et troisième brevets précités de la titulaire.

Plus précisément, la partie centrale 100 du susceptor est constituée ici par une plaque plane au moins approximativement aux dimensions de la partie plane du fond de l'embouti 2 et, par conséquent, à celles du bloc inducteur 6. La face inférieure de cette plaque est destinée à entrer directement en contact avec la face supérieure de la partie centrale plane du revêtement diffuseur 3 et à être chauffée par l'inducteur principal 1.

La partie périphérique 101 du susceptor, de forme annulaire, comprend ici une face inférieure incurvée ou inclinée de façon à épouser la forme de la face extérieure des bords relevés du revêtement diffuseur 3, une face supérieure plane et une face latérale extérieure sensiblement cylindrique (ou éventuellement tronco^ nique). Les deux parties du susceptor 100,101 sont réalisées en. acier sensiblement indéformable et légèrement magnétique.

L'inducteur principal 1, comme dans lés trois premiers brevets français précités, n'étant prévu que pour braser la partie plane du revêtement diffuseur 3 à l'embouti 2, il est nécessaire de prévoir un inducteur supplémentaire 110 pour assurer le chauffage de la partie annulaire périphérique 101 du susceptor et, par cela, le brasage des rebords relevés du revêtement diffuseur 3 à la partie incurvée de l'embouti 2, qui relie le fond à la jupe de celui-ci. Cet inducteur supplémentaire 110, de forme sensiblement hélicoïdale (solénoïde) est réalisé, par exemple, à l'aide d'un tube cylindrique ou rectangulaire, en cuivre par exemple, parcouru d'un fluide de refroidissement et il est maintenu à l'aide de pièces 12, par exemple moulées, en une matière isolante, de préférence réfractaire, qui permettent sa fixation sur un élément solidaire de cette partie périphérique 101 au moyen de vis 13. L'inducteur supplémentaire 110 doit être disposé autour et à proximité de la face latérale extérieure de la partie périphérique 101 du susceptor de manière à assurer un couplage serré avec celle-ci, en l'entourant. Le nombre de spires et la forme de cet inducteur supplémentaire 110 ainsi que l'intensité du courant haute-fréquence qui le parcourt, sont déterminés de manière à obtenir une répartition uniforme de température dans toute l'interface entre le revêtement diffuseur 3 et l'embouti 2. Cela est possible soit expérimentalement, c'est-à-dire en brasant quelques échantillons et en les démontant ensuite pour les examiner, soit à l'aide d'un relevé de températures dans cette interface au moyen de thermocouplès, selon le procédé décrit dans le quatrième brevet précité de la titulaire.

L'embouti 2, représenté sur la fig. 1, comprend une partie centrale plane qui constitue son fond et une jupe de forme tronconique reliée au fond par des parties incurvées qui, ainsi que le fond, doivent être réunies par brasage au revêtement diffuseur 3. Pour remplacer la pression exercée sur les bords du revêtement diffuseur 3 par le pivotement des bords du susceptor unique décrit dans le premier brevet précité de la titulaire qui permettrait de la plaquer contre les parties correspondantes de l'embouti, on agit ici, conformément à l'invention, sur la périphérie du revêtement s diffuseur 3 par une pression auxiliaire exercée sur les bords relevés de celui-ci, par l'intermédiaire de la partie annulaire 101 du susceptor. Cette pression auxiliaire devant être indépendante de ; celle agissant sur le fond de l'embouti 2 et sur la partie plane du ^ revêtement 3 diffuseur, afin d'agir sur la périphérie de celui-ci io pendant qu'elle est ramollie par le chauffage.

À cette fin, la partie annulaire, périphérique 101 du susceptor est montée solidairement sur l'extrémité inférieure d'un manchon (ou d'une chemise) cylindrique et creux 15, en un matériau isolant et indéformable, entourant le bloc inducteur 6 et qui est monté 's par son extrémité supérieure sur la plaque de support 7 de celui-ci à l'aide de moyens élastiques compressibles, tels que des ressorts 16 de compensation, dont là compression par le mouvement ascendant du vérin et du mandrin 4,5 fournit la pression auxiliaire désirée. Le manchon 15 peut être réalisé en céramique ou, 20 de façon plus économique, à l'aide de fibres imprégnées de résine, telle que des fibres de bois bakélisées ou des fibres d'amiante noyées dans une résine de silicones.

On notera ici que ces moyens élastiques peuvent être constitués par plusieurs ressorts hélicoïdaux en forme de «boudin » 25 calibrés, disposés symétriquement par rapport à l'axe du bloc inducteur 6, sur un cercle entourant celui-ci et réunis par leurs. extrémités respectives à la plaque de support 7 et au manchon 15.

La hauteur totale du manchon 15 avec la partie annulaire 101 du susceptor qui lui est attachée est choisie de façon que, lorsque 30 les ressorts 16 sont complètement comprimés, le pourtour intérieur de la face inférieure de cette partie annulaire 101 soit situé au-dessus de la face .inférieure de la plaque centrale 100 du susceptor. De cette façon, on Obtient une pression auxiliaire exercée sur la périphérie incurvée ou relevée du revêtement diffuseur 3 indê-35 pendante de celle qui s'exerce sur sa partie centrale plane, due à ia force de compression des ressorts 16 qui sont calibrés.

Du fait de sa suspension élastique, le manchon 15 est dépla-çable et, pour obtenir son fonctionnement correct en combinaison avec l'ensemble de la presse, les déplacements du manchon 15 40 doivent être limités, à l'aide de moyens de guidage, à des directions parallèles à son axe, c'est-à-dire de bas en haut et de haut en bas.

Ces moyens de guidage peuvent être obtenus, par exemple, en ajustant les dimensions intérieures du manchon 15 aux dimen-45 sions extérieures du bloc inducteur 6 et en rendant les surfaces contiguës glissantes l'une par rapport à l'autre. Une autre façon pour réaliser ces moyens de guidage peut être l'utilisation de plusieurs tiges verticales, rigidement montées dans la plaque de support 7 fixe, solidaire du bâti delà presse, ces tiges pénétrant so dans des trous verticaux ajustés, pratiqués dans le manchon 15 ou dans une pièce solidaire de celui-ci. Ces tiges et trous coopèrent ensemble et doivent être disposés symétriquement par rapport à l'axe du manchon 15.

II est possible de combiner avantageusement les moyens de ss guidage avec les moyens de suspension élastique de la façon illustrée sur la fig. 1.

Un tel montage combiné comporte des tiges de guidage et de retenue 17 rigides, munies de taraudages (pas de vis) sur leurs deux extrémités dont l'une est vissée dans des trous taraudés dans 60 la plaque de support fixe 7 de manière que les tiges 17 soient orientées verticalement et disposées autour du bloc 6, symétriquement à l'axe de celui-ci. La paroi du manchon 15 comporte des trous 18 partant de son extrémité supérieure, situés et ajustés de façon à permettre l'insertion de toutes les tiges 17 et de longueur ?5 suffisante afin d'assurer un guidage correct dans le sens vertical. L'extrémité inférieure des trous 18 débouche sur des alvéoles 19 de dimensions suffisantes pour permettre, d'une part, le vissage d'un écrou de retenue 21 sûr le taraudage de l'extrémité inférieure

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et, d'autre part, la totalité de la course verticale du manchon 15 sous l'action du vérin poussant la tige 14. C'est ces écrous de retenue 21 qui détemrminent la position basse du manchon 15 et, par cela, celle de la partie annulaire 101 du susceptor.

Les ressorts 16, qui pourraient être des ressorts à boudin, sont enfilés sur les tiges 17 avant leur insertion dans les trous 18 du manchon 15 de façon à être disposés entre la plaque 7 et l'extrémité supérieure de celui-ci.

L'expérience a montré qu'il était très avantageux d'utiliser des ressorts 16 composés chacun d'un empilage d'éléments élastiques ou ressorts élémentaires 22 dont chacun peut être constitué par une rondelle élastique de forme tronconique (appelée dans le commerce rondelles «Belleville»), parce que leur utilisation permet de faire varier l'élasticité et la rigidité du ressort assemblé 16 en changeant l'orientation et/ou le nombre des éléments 22 empilés. Sur la fig. 1, ces éléments 22 ont été empilés tête-bêche (en sens contraire) de façon alternée, ce qui donne un maximum d'élasticité et un minimum de rigidité. Ils peuvent également être empilés en parallèle ou l'on peut combiner ou alterner les deux manières d'assemblage pour obtenir les paramètres désirés.

On remarquera ici qu'il est également possible et parfaitement équivalent de placer les ressorts 16 entre l'extrémité inférieure du manchon 15, qui est alors inversé et fixé à la plaque de support 7 et la partie annulaire 101 du susceptor qui porte alors solidairement les unes des extrémités des tiges 17, par exemple.

Le fonctionnement de la presse à braser de la fig. 1 est le suivant:

— lorsque le vérin de la presse est actionné, il entraîne la tige 14 portant le mandrin 4, 5 et l'empilage des éléments à braser 2, 3 vers le haut;

— les ressorts 16 étant détendus, la partie périphérique 101 du susceptor se trouve nettement au-dessous de la partie centrale 100 de celui-ci et entre la première en contact avec la périphérie incurvée du revêtement diffuseur 3 en aluminium;

— la suite du mouvement ascendant du vérin entraîne la compression des ressorts 16 jusqu'à ce que la partie centrale plane du revêtement bute sur la plaque centrale 100 du susceptor, fixée au bloc 6, la force de pression exercée alors sur un article d'environ 200 millimètres de diamètre peut être de l'ordre de 4 tonnes ;

— la pression auxiliaire sur la périphérie du revêtement 3 est alors exercée, indépendamment de celle comprimant sa partie centrale, par le moyen des ressorts de compensation 16 convenablement calibrés et peut atteindre plusieurs centaines de kilogrammes, ce qui est suffisant pour appliquer intimement la périphérie du revêtement 3 aux parties adjacentes de l'embouti 2, lorsque l'aluminium atteint une température d'environ 580° C et devient aisément déformable après la mise en route du générateur alimentant les inducteurs principal 1 et supplémentaire 110.

L'embouti 2 que l'on a représenté sur la fig. 1 comporte une jupe tronconique (une poêle), de ce fait il n'y a aucun problème pour séparer la périphérie du revêtement diffuseur 3 de la partie annulaire 101 du susceptor immédiatement après le brasage. Cela n'est pourtant pas le cas lorsque la jupe est cylindrique (une casserole) et lorsque le revêtement doit recouvrir le début de celle-ci. En effet dans ce cas, du fait du coefficient de dilatation supérieur de l'aluminium et de la faiblesse de l'évacuation calorique de la pièce supérieure 5 du mandrin, la partie annulaire 101 du susceptor encercle solidement la périphérie du revêtement 3 après son brasage sur l'embouti et ne le libère que lorsque l'embouti est suffisamment refroidi. Cela signifie que, lorsque après le brasage, le mandrin 4, 5 est retiré vers le bas, l'embouti reste attaché à la partie périphérique 101 du susceptor et cela ralentit la cadence de fabrication. Il serait possible de souffler de l'air frais dans l'embouti d'en bas à partir du mandrin 4, 5 ou d'en haut sur le revêtement 3 à travers un espace cylindrique entre le bloc inducteur 6 et le manchon 15, ménagé à cet effet, afin d'accélérer .le refroidissement, mais le gain de temps ainsi obtenu est insuffisant.

On a donc envisagé un second mode de réalisation de la presse conforme à l'invention où une pression est exercée sur la périphérie des pièces à braser indépendamment de celle s'exerçant sur leur partie centrale et, lors du retrait du mandrin après brasage, une poussée est exercée sur cette partie centrale afin de refouler l'embouti vers le mandrin, malgré le cerclage de l'embouti muni du revêtement par la partie annulaire du susceptor.

La fig. 2 est une coupe partielle en élévation de ce second mode de réalisation de la presse à braser conforme à l'invention.

Sur la fig. 2, le mandrin 4, 5 épouse la forme interne de l'embouti 20 à jupe cylindrique (casserole), le bloc inducteur 6 et la plaque plane 100, réunie au fond de ce bloc 6, ne recouvrent que les parties planes respectives du fond de l'embouti 20 et du revêtement diffuseur 3 dont la périphérie incurvée atteint le début de la jupe cylindrique de l'embouti 20 et elle est, de ce fait, sujette à rester retenue après le brasage par la partie annulaire 101 du susceptor.

Pour éviter cet inconvénient, on utilise ici une solution dérivée de celle adoptée dans le brevet français N° 2087328 cité précédemment, où l'on préconise la mobilité du bloc inducteur par rapport au manchon fixe qui l'entoure et qui appuie sur la périphérie du susceptor afin d'effectuer le pliage de la périphérie du revêtement 3 au moyen de la périphérie relevée du susceptor réalisé en une seule pièce. Cette mobilité a été obtenue dans ce brevet antérieur à l'aide d'un ressort appuyant contre la face supérieure du bloc inducteur.

Dans le second mode de réalisation de l'invention, illustré par la fig. 2, le manchon 150 est fixé, par son extrémité supérieure, à la plaque de support 7 (par des vis, par exemple) et il porte sur son extrémité inférieure, la partie annulaire périphérique 101 du susceptor ainsi que l'inducteur supplémentaire 110 destiné à la chauffer par induction. Le bloc inducteur 6 est monté sur la même plaque de support 7 à l'aide de moyens élastiques, de façon à pouvoir se déplacer parallèlement à son axe de symétrie, afin que la pression exercée sur les parties centrales planes respectives des deux pièces à braser 20, 3 le soit indépendamment de la pression auxiliaire exercée sur la périphérie relevée ou incurvée.

Les moyens élastiques sont constitués ici par un jeu de ressorts hélicoïdaux en forme de «boudin» 160, disposés symétriquement par rapport à l'axe du bloc inducteur 6, entre la face inférieure de la plaque de support 7 et la face supérieure du bloc 6.

On y a également prévu des moyens de guidage du déplacement axial du bloc inducteur au moyen de tiges rigides de guidage et de retenue 170 aux deux bouts taraudés, dont l'un est vissé dans le bloc inducteur 6 et dont l'autre pénètre à travers des trous de guidage 180 ajustés dans des alvéoles ou cuvettes 190 pratiquées dans la plaque de support 7 où elles sont munies de vis de butée 210 définissant la position inférieure du bloc inducteur 6, lorsque le mandrin 4, 5 en est éloigné. Les ressorts 160 sont enfilés sur les tiges 170; ils peuvent être remplacés par des rondelles tronconiques de type «Belleville» utilisées dans le premier mode de réalisation de la fig. 1 ou par tout autre type de ressort connu.

Le fonctionnement de la presse selon le second mode de réalisation de l'invention est le suivant:

— lorsque le vérin est actionné, le mandrin 4, 5 portant l'embouti 20 et le revêtement 3 commence son mouvement ascendant;

— pendant ce mouvement ascendant, la face supérieure plane du revêtement diffuseur 3 entre d'abord en contact avec la face inférieure de la partie centrale 100 du susceptor dont la position basse, déterminée par les vis de butée 210, est située au-dessous de la face inférieure du pourtour adjacent de la partie annulaire 101 de ce susceptor;

— dans la suite du mouvement ascendant, les ressorts 160 sont comprimés et fournissent la pression exercée sur les parties centrales planes des deux éléments 20, 3 qui sont à braser;

— ensuite, le mandrin 4, 5 arrive en butée sur la partie annulaire 101 qui est fixe, par l'intermédiaire du pourtour incurvé du

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fond de l'embouti 20 et de la périphérie du revêtement diffuseur 3 ; lorsque, après la mise en route du générateur haute-fréquence (non représenté) relié à l'enroulement supplémentaire 110, la périphérie du revêtement 3 a atteint une température aux environs de 580° C, la pression exercée par le vérin sur cette périphérie la déforme de façon à la plaquer intimement sur les parties adjacentes de l'embouti 20 pendant le brasage, et

— lorsque après l'arrêt du chauffage le mandrin 4, 5 commence son mouvement descendant, la pression exercée par les ressorts 160 sur la partie centrale plane du revêtement permet de repousser l'embouti 20 vers le bas et de le libérer de son cerclage dans les surfaces sensiblement verticales de la partie annulaire 101 du susceptor, sans attendre son refroidissement.

Les deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus sont équivalents, car ils permettent tous les deux d'obtenir, à l'aide d'une presse à vérin unique, deux pressions indépendantes l'une de l'autre et agissant l'une sur la partie centrale plane et l'autre sur les bords incurvés de l'ensemble des éléments à braser 2 (20) et 3.

La fig. 3 représente une coupe axiale partielle en élévation d'un autre mode d'exécution du second mode de réalisation illustré pair la fig. 2, avec les mâchoires (bloc 6, mandrin 4, 5) de la presse écartées.

Sur la fig. 3, les moyens élastiques de liaison 161 entre le bloc inducteur 6 et la plaque de support 7 sont constitués par un seul assemblage de rondelles tronconiques 22 («Belleville»), où elles sont empilées par deux rondelles à l'endroit suivi de deux rondelles à l'envers pour composer un ensemble calibré suivant les besoins. L'assemblage 161 unique est disposé coaxialement au bloc inducteur 6 en étant enfilé sur les moyens de guidage qui sont constitués par un manchon creux 181 vissé par son extrémité supérieure dans un trou 182 taraudé, pratiqué dans le fond d'une cuvette 191 de la plaque de support 7 et par une tige de guidage et de retenue 171 disposée dans l'axe du bloc 6 et fixée à l'extrémité supérieure de celui-ci. La tige 171 est insérée dans le creux 183 du manchon 181 de façon ajustée et son extrémité supérieure est taraudée de façon à porter l'écrou de retenue 211 déterminant la position basse du bloc 6 et, par conséquent, la longueur de sa course. En outre, le ressort assemblé 161 est bordé en bas par Un premier anneau 163 en matériau isolant et en haut par un second anneau 162 entourant le manchon 181.

Le manchon fixé en haut à la plaque de support 7, entourant le bloc inducteur 6 et portant en bas la partie périphérique, annulaire du susceptor 101, est réalisé ici en deux parties solidaires dont la supérieure 151 est en un matériau isolant non réfractaire (bois bakélisé, par exemple) et dont la partie inférieure 152, contigue à la partie annulaire 101 du susceptor, est en un matériau isolant réfractaire, tel que des fibres d'amiante moulées dans une résine à base de silicones (commercialisé en France sous la dénomination commerciale de «SYNDANIO»). La partie inférieure 152 du manchon comporte une bride 153 qui l'entoure et qui est destinée à porter l'inducteur supplémentaire au moyen de vis 130 et d'écrous 131.

Cet inducteur supplémentaire est constitué ici par une spire unique en forme d'anneau conducteur plein 111 et ouvert, entourant à peu de distance la paroi latérale de la partie périphérique 101 du susceptor. Cet anneau 111 porte, attaché à lui par brasage, un tube 112 de même matériau (cuivre) parcouru d'un fluide réfrigérant.

Le principal avantage du mode d'exécution de la fig. 3 est la facilité des réglages respectifs de la course du bloc inducteur 6 par une vis 211 unique et de la pression auxiliaire par l'arrangement des rondelles 22 d'un ressort 161 unique.

Il est encore possible d'améliorer le fonctionnement d'une presse à braser en rendant plus uniforme la distribution des températures entre le fond de l'embouti (2 ou 20) et le revêtement diffuseur (3) pendant leur brasage.

L'une des possibilités d'un tel perfectionnement a été décrite dans le brevet français N° 1425005 ou le brevet britannique N° 1064903 correspondant où il a été proposé d'utiliser, dans une presse à braser pour réunir ensemble par brasage deux ou plusieurs plaques circulaires planes de différents diamètres, un inducteur en forme de spirale plate (appelé «pancake coil» dans la littérature anglosaxonne) de grand diamètre et un jeu d'enroulements monospires en court-circuit de différents diamètres, interchangeables et dont l'un est disposé autour des plaques à braser, dans le même plan et coaxialement avec ces dernières, de façon à faire écran en recouvrant les spires de l'inducteur qui dépassent les dimensions de ces plaques et à uniformiser, de ce fait, la distribution des températures engendrées par le flux magnétique alternatif qui les traverse.

L'expérience a montré que la partie périphérique annulaire du susceptor joue en partie le rôle de l'anneau en court-circuit par rapport à l'inducteur principal, mais comme il présente à chaud une résistance non négligeable au courant induit et du fait qu'il est disposé au-dessous de l'inducteur principal, l'effet d'égalisation des températures sur les bords est insuffisant.

La fig. 4 illustre en une coupe partielle en élévation le mode d'exécution préféré du second mode de réalisation de l'invention qui permet d'améliorer l'uniformisation des températures sur la périphérie des plaques à braser en utilisant une pièce de support métallique de forme cylindrique entourant l'inducteur principal pour porter la partie annulaire, périphérique du susceptor.

Le mode d'exécution préféré d'une presse à braser conforme à l'invention et représenté sur la fig. 4 sera donc principalement caractérisée par le fait qu'elle comporte, en outre, insérée entre ledit manchon isolant et ladite partie périphérique annulaire du susceptor auxquels elle est respectivement fixée, une pièce de support cylindrique, réalisée en un alliage de métaux présentant une conductivité thermique de faible valeur, et qui entoure le bloc inducteur principal, afin de rendre plus homogène le flux magnétique alternatif engendré par l'inducteur principal dans la partie centrale plane du susceptor.

Dans ce mode de réalisation préféré de la fig. 4, les moyens élastiques de liaison 164 entre le bloc inducteur 6 et la plaque de support 7 sont constitués par au moins trois assemblages de rondelles tronconiques 22 («Belleville») empilées, qui sont disposés symétriquement par rapport à l'axe du bloc inducteur 6. Les ressorts en rondelles 22 sont enfilés sur des moyens de montage constitués par des tiges filetées aux deux bouts 172 dont les supérieurs 73 sont vissés dans des trous taraudés dans la plaque de support 7 et dont les inférieurs 174 sont insérés dans des trous idoines de cavaliers de couplage en forme de U 60 solidaires de la face supérieure du bloc inducteur 6 et y sont retenus à l'aide d'écrous de retenue 212 dont la position détermine la longueur de la course du bloc 6. Les ressorts 22 empilés prennent appui en haut sûr une bride 175 solidaire de la tige 172 et en bas sur un bloc cylindrique creux 165 enfilé Sur la tige 172 et dont la hauteur est choisie en fonction du nombre de rondelles 22 empilées et dé la manière de les empiler pour obtenir la pression désirée.

Les moyens de guidage axial des mouvements du bloc inducteur 6 sont constitués ici par un ensemble unique disposé dans L'axe de celui-ci et comportant un manchon creux 184 vissé par son extrémité supérieure dans un trou 185 taraudé, pratiqué dans le fond d'une cuvette 191 de la plaque de support 7 et par une tige de guidage 61 disposée dans l'axe du bloc 6 et solidaire de l'extrémité supérieure de celui-ci. La tige 61 est insérée dans le creux 186 du manchon 184 de façon ajustée.

Le manchon 15 fixé en haut à' la plaque de support 7, entourant le bloc inducteur 6 et portant en bas la partie périphérique, annulaire du susceptor 101, est réalisé ici en trois parties solidaires dont la supérieure 151 est en un matériau isolant non réfractaire (bois bakélisé, par exemple) et dont la partie inférieure, 155, contigue à la partié annulaire 101 du susceptor, est, selon la présente addition, réalisée en Un alliage métallique réfractaire de faible conductivité thermique et de résistance mécanique élevée,

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tel qu'un alliage de nickel avec d'autres métaux tels que le chrome, le fer et/ou le molybdène, par exemple.

Un tel alliage de nickel (de 70 à 80 pour cent), de chrome (de 17 à 14 pour cent) et de fer (de 10 à 5 pour cent) et généralement commercialisé sous la dénomination «INCONEL» (Marque déposée par «THE INTERNATIONAL NICKEL CO., INC.») présente une perméabilité magnétique relative proche de celle de l'air (de 1,003 à 1,007) et une conductivité thermique sensiblement autour du trentième de celle du cuivre de façon à limiter les pertes thermiques par fuites. Celles-ci sont également limitées du fait que cet alliage présente une excellente résistance mécanique, ce qui permet de réduire l'épaisseur de la partie inférieure 155 du manchon 15 qui est en forme de ceinture ou d'anneau métallique mince, mais pratiquement indéformable.

La ceinture métallique 155 est fixée en haut à la partie intermédiaire 154 formant bride (ou à la partie supérieure 151 directement) et, lorsque cette dernière 154 craint la chaleur (comme le bois bakélisé, par exemple), le haut de la ceinture 155 comporte, brasé sur elle, un tube métallique 156 (de cuivre, par exemple) parcouru d'un fluide de refroidissement.

En bas, la ceinture 155 en «INCONEL» porte la partie annulaire 101 du susceptor, soit directement fixée sur elle à l'aide de vis ou de rivets, par exemple, soit de façon amovible à l'aide de crochets 157 ou pattes en U, en métal réfractaire inoxydable, dont une extrémité est rendue solidaire de la ceinture 155 et dont l'autre extrémité, libre, est introduite par des échancrures 105 dans une rainure annulaire 104 pratiquée dans la paroi extérieure cylindrique de la partie périphérique 101 du susceptor. Le montage amovible de la partie périphérique 101 du susceptor sur la partie inférieure 155 du manchon 15 du support présente l'avantage de permettre le brasage sur des emboutis 20 de différentes formes (casseroles ou poêles) mais de diamètres proches à des revêtements diffuseurs 3 également de formes et d'épaisseurs diverses à l'aide d'un même ensemble inducteur ou le changement aisé de la partie annulaire 101 lors d'une cassure ou d'usure.

Du fait que cette ceinture fermée 155 représente, par rapport aux inducteurs principal 1 qu'elle entoure et supplémentaire 110 qui l'entoure, une spire en court-circuit parcourue par un courant induit qui a pour effet de faire écran et de réduire l'intensité du chauffage sur la périphérie de la partie centrale plane du fond des éléments 3 et 20 et, de ce fait, de rendre plus homogène la distribution des températures, la trajectoire du courant induit doit être bien concentrée à certains endroits. Il est donc parfois avantageux d'y pratiquer des fentes verticales oblongues 158 dont le nombre, les longueurs et les emplacements sont déterminés expérimentalement, lorsque la réduction de la température sur la périphérie s'avère trop forte avec une ceinture 155 pleine (pour les articles de petit diamètre, par exemple). On a inséré, entre la partie supérieure isolante 151 et la partie inférieure conductrice 155 du manchon, une partie intermédiaire 154 formant une bride en

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saillie radiale qui est destinée à porter l'inducteur supplémentaire 110 au moyen de tiges filetées 134, d'écrous 131 et 133, et de pièces en matériau isolant entrant en contact avec les parties métalliques de celui-ci. Ces pièces isolantes comprennent un manchon 135 muni d'une collerette 136, enfilé sur la tige filetée 134, et deux rondelles 137, 138 dont la première 137 est rigide pour déterminer l'espacement entre les spires de l'inducteur supplémentaire 110 et dont la seconde 138, ainsi que la collerette 136 du manchon 135, servent à isoler l'inducteur 110 des vis 131. Le filetage supérieur 139 de la tige 134 est vissé dans un trou taraudé de la partié centrale formant bride 154 du manchon 15, qui est, de préférence, également en matériau isolant non réfractaire (un matériau plastique ou un composé de résines polymérisantes et de fibres de verre, de textile ou de bois, par exemple).

Il est à noter que les parties isolantes supérieure 151 et intermédiaire 154 (bride) du manchon 15 peuvent être réalisées d'une seule pièce, avec des pertes de matière importantes au cours de son usinage.

Dans le mode de réalisation préféré de la fig. 4, l'inducteur supplémentaire 110, couplé à la partie annulaire, périphérique 101 du susceptor, est constitué ici par deux spires superposées, composées de deux anneaux conducteurs pleins 111, entourant à peu de distance la paroi latérale de la partie périphérique 101 du susceptor. Chaque anneau 111 porte sur sa périphérie, attaché à lui par brasage, un tube 112 de même matériau (cuivre) parcouru d'un fluide réfrigérant.

La presse selon la présente invention permet d'obtenir, au moyen d'une presse à vérin unique, deux pressions indépendantes l'une de l'autre et agissant respectivement, l'une sur la partie centrale plane, et l'autre sur les bords incurvés des éléments à braser 20 et 3.

Il est également à remarquer que la ceinture métallique de support 154 de la partie annulaire, périphérique du susceptor 101 est également utilisable dans le premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur la fig. 1, où c'est le manchon 15 qui est couplé au bâti de la presse par les moyens élastiques 16 et le bloc inducteur 6 est fixe.

La présente invention s'étend évidemment également aux moyens équivalents accessibles à l'homme du métier, tels que, par exemple, les presses où c'est le mandrin qui est fixe et le bloc inducteur avec ses accessoires sont montés sur la tige de son vérin.

L'invention est applicable notamment aux brasages de revêtements diffuseurs de chaleur en un métal bon conducteur thermique, tel que l'aluminium ou le cuivre, sur des récipients de cuisson (embouti) en acier inoxydable (casserole, poêle ou autocuiseur). Il est également possible de braser deux ou plusieurs revêtements sur un même embouti pour créer des structures multicouches (acier inoxydable, aluminium ou cuivre et acier).

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4 feuilles dessins

Claims (10)

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1. Presse à braser pour réunir un embouti (2, 20) comportant un fond circulaire plan, une jupe symétrique autour d'un axe et des parties incurvées reliant le fond à la jupe, à une pièce préalablement formée, dite revêtement diffuseur (3), devant, recouvrir ledit fond et au moins partiellement lesdites parties incurvées de l'embouti (2,20), ladite presse comportant un bâti de support fixe (7), un vérin unique fixé au bâti (7), un mandrin (4, 5) soutenant l'embouti (2,20) et porté par la tige (14) mobile du vérin, un bloc (6) contenant un inducteur principal (1) couplé au bâti (7) et situé au-dessus et en regard du mandrin, des moyens intermédiaires de chauffage en un métal ferromagnétique (100, 101) comportant deux parties distinctes, constituées par une partie centrale plane (100) insérée entre ledit revêtement (3) et ledit bloc inducteur (6) qui la porte, et une partie périphérique (101) de forme annulaire dont la face intérieure présente ime forme adaptée à celle de la face extérieure des parties périphériques du revêtement diffuseur (3) recouvrant les parties incurvées de l'embouti (2, 20), un inducteur supplémentaire (110 ou 111,112) entourant la partie périphérique (101) des moyens intermédiaires, afin de la chauffer et un manchon cylindrique (15, 140, 151, 154, 155) réalisé, au moins en partie, en un matériau isolant indéformable entourant coaxialement le bloc inducteur principal (6) et couplé à son extrémité en regard du mandrin (4, 5) à ladite partie périphérique annulaire (101) ainsi qu'à l'inducteur supplémentaire (110, 111, 112) entourant celle-ci et, à son autre extrémité, au bâti (7) de la presse, ladite presse étant caractérisée par le fait que l'une des parties centrale (100) et périphérique (101) des moyens de chauffage intermédiaires (100,101) ou le bloc (6) ou manchon (15) qui les portent, sont couplés au bâti (7) de la presse à l'aide de moyens de couplage élastiques, calibrés (16, 160, 161, 164) et guidés à l'aide de moyens de guidage (17,18,170, 180,171,183, 61,186) de façon à pouvoir effectuer un déplacement axial limité par rapport à l'autre partie (101, 100) qui est fixée au bâti (7), afin que, lorsque ledit vérin unique pousse le mandrin (4, 5) vers le bloc (6), des pressions respectivement exercées sur les portions centrale et périphérique respectives du fond de l'embouti (2, 20) et du revêtement (3) soient indépendantes l'une de l'autre.

2. Presse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit bloc inducteur (6) est réuni au bâti (7) par les moyens élastiques (160,161, 164) lui permettant des déplacements parallèlement à son axe et fournissant une pression agissant sur les parties centrales planes respectives de l'embouti (20) et du revêtement (3) indépendamment de celle exercée par le vérin (14) et par l'intermédiaire de la partie annulaire périphérique (101) des moyens de chauffage intermédiaires, sur les parties incurvées de l'embouti (20) et sur la périphérie du revêtement diffuseur (3), lesdits moyens élastiques (160, 161, 164) permettant, lorsqu'après le brasage, le mandrin (4, 5) s'éloigne en descendant, d'éjecter le produit fini de la partie périphérique (101) qui, en l'entourant, est susceptible de le retenir.

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REVENDICATIONS

3. Presse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens élastiques (16, 160,161,164) sont constitués par des ressorts calibrés (22, 160), disposés symétriquement par rapport à l'axe commun du bloc inducteur (6), du manchon (15, 150,151) et du vérin (14).

4. Presse selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisée par le fait que la partie mobile par rapport au bâti (7) est réunie en outre audit bâti (7) à l'aide de moyens de retenue (21, 210,211, 212) limitant l'amplitude de son déplacement axial en direction du mandrin (4, 5) ou par rapport à la partie fixe.

5. Presse selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée par le fait que les moyens de guidage (17,170, 171, 18, 180,

183) sont constitués par au moins une tige de guidage (17, 170, 171) coulissant dans au moins un alésage (18,180,183) respectivement solidaires de la partie axialement mobile (15 ou 6) ou de la partie fixe (6 ou 15, 150, 151), disposés symétriquement par rapport à l'axe commun du bloc (6), du manchon (15,150,151) et du vérin (14).

6. Presse selon les revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que les moyens de retenue (21, 210, 212) sont constitués par des saillies radiales montées aux extrémités libres des tiges de guidage (17,170,171) qui émergent des alésages (18,180,183) dans lesquels elles coulissent.

7. Presse selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que les moyens élastiques (16,160,161) constitués par des ressorts (160) ou des assemblages (16,161,164) de ressorts élémentaires (22), munis d'ouvertures axialement orientées, sont disposés de manière à entourer les tiges (17, 170) ou les manchons (181) munis d'alésages (183) dans lesquels ces dernières coulissent, faisant partie des moyens de guidage (17-18,170-180, 171-181-183).

8. Presse selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée par le fait que ledit manchon de support (15) comporte une partie supérieure isolante (151, 154) fixée en haut au bâti (7) de la presse et une partie inférieure (155) en Un alliage de métaux à faible conductivité thermique et portant en bas la partie périphérique (101) des moyens de chauffage intermédiaires, les deux parties (15,154, 155) du manchon (15) étant fixées l'une à l'autre, ladite partie inférieure métallique (155) formant une ceinture fermée de court-circuit autour de l'inducteur principal, en vue de rendre plus uniforme la distribution des températures dans la partie centrale plane (100) des moyens de chauffage intermédiaires.

9. Presse selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit alliage est un alliage du nickel avec au moins un autre métal choisi dans la classe comportant le chrome, le fer ou le molybdène.

10. Presse selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée par le fait que ladite partie inférieure métallique (155) comporte des échancrures oblongues orientées axialement, permettant de limiter la trajectoire des courants induits à des endroits désirés de façon à obtenir l'homogénéisation optimale des températures.