WO2009093132A1 - Method for heating metal parts by induction and device for implementing said method - Google Patents

Method for heating metal parts by induction and device for implementing said method Download PDF

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WO2009093132A1
WO2009093132A1 PCT/IB2009/000114 IB2009000114W WO2009093132A1 WO 2009093132 A1 WO2009093132 A1 WO 2009093132A1 IB 2009000114 W IB2009000114 W IB 2009000114W WO 2009093132 A1 WO2009093132 A1 WO 2009093132A1
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Christian Allemann
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Definitions

  • the present invention relates to a method of inductive heating of metal parts, in which said metal parts are carried at a predetermined temperature inside inductors fed by generators, with a view to transforming them and in particular forging them by means of 'a news.
  • the invention also relates to a device for induction heating of metal parts, in which said metal parts are brought to a predetermined temperature inside inductors fed by generators, with a view to transforming them and in particular forging them into a press, for the implementation of the process.
  • metal parts or blanks are usually introduced into a tunnel associated with at least one inductor fed by a generator, wherein said pieces advance linearly along the axis of the tunnel to undergo a rise in temperature which finally reaches a determined value corresponding to the forming temperature of the pieces.
  • This well-known method called the parcel induction heating method, has the advantage of being continuous, the cold parts being introduced at one end of the tunnel and the hot parts being extracted at the opposite end.
  • the length of the tunnel, the running speed of the metal parts frequently called billets and the power of the generator are calculated in such a way that the forming temperature is reached when the pieces are extracted at the exit of the tunnel.
  • induction heating consists in heating the billet to the core, so that the distribution of the temperature in the room is not necessarily uniform and often there are high offsets between the heart of the room and its surface peripheral.
  • Infrared radiation measurement probes only measure the temperature of the surface, so that even when it is found that the temperature of the surface is equal to the set temperature, the temperature at the heart of the room can be substantially different. The consequence is that the press must be more powerful to be able to form a piece from a piece that can be significantly colder in the heart than it is on the surface.
  • the Russian patent SU 1 029 426 describes a device for heating metal parts comprising three successive heating zones, all of which are continuously fed by the same feed mechanism so that all the parts are subjected to the same conditions of controlled heating in function. the advancement of the pieces.
  • European patent EP 0 131 175 describes a device for heating small metal parts carried by a carousel and passing through an induction furnace comprising a plurality of successive induction coils. At the outlet of the oven, the parts are taken individually by a gripper arm feeding a press. However, the parts all follow the same path and are all heated similarly, with the disadvantages mentioned above.
  • Japanese Patent Application JP 62 023 926 also discloses an inductively mounted induction heater for individually heating a plurality of parts. However, this system does not allow to perform mass production while individually carrying each room to the appropriate temperature, internally and externally to avoid the risks mentioned above.
  • French patent FR 1,567,477 describes a scroll induction heating system comprising several inductors placed in line, the parts being transported by a cart. However, this system does not provide individual heating of parts by means of separate inductors.
  • the present invention proposes to overcome all these drawbacks by designing an induction heating method, which allows both to individually manage the temperature rise of a batch of metal parts or pieces fed substantially continuously, which allows to organize the maintenance of the temperature of the plots during a production stoppage due to an incident occurring downstream of the induction heating furnace and which makes it possible to ensure homogeneity of the temperature in all the metallic parts whatever their position in said lot.
  • the individual heating of each of the metal parts is carried out by means of an individual inductor associated with at least one generator dedicated to this individual inductor, while maintaining said during a first determined time interval in said individual inductor to bring each workpiece to its forming temperature and in that, after the stay of a workpiece in an individual inductor during said first predetermined time interval, said workpiece is placed in an inducer for homogenizing the temperature, for a second determined time interval before moving it into a forming machine for its forming.
  • each of the metal parts is introduced into the corresponding individual inductor by means of first transfer means, in that each of said metal parts is extracted after said first time interval determined by means of second transfer transfer means which introduces them into said homogenisation inductor and in that each of said metal pieces is extracted after said second time interval determined by means of third transfer means which puts it under a press in view of its forming.
  • the induction heating device characterized in that it comprises at least one inductor associated with at least one generator dedicated to this inductor to heat individual metal parts, by now during a first determined time interval in said individual inductor to bring each piece to its forming temperature and at least one homogenizing inductor of the temperature, arranged to receive said piece, for a second determined period of time, after its stay in an individual inductor, during said first determined time interval and before moving it under a forming machine for forming.
  • the device comprises first transfer means for introducing each of the metal parts into an individual inductor, second transfer means for extracting each of said metal parts, after said first predetermined time interval and for introducing them. in said homogenizing inductor and third transfer means for removing said metal pieces, after said second predetermined time interval, and for feeding them into said forming machine for forming thereof.
  • said first, second and third transfer means each comprise an independent robot.
  • said inductor for homogenizing the temperature of the metal parts comprises at least one generator dedicated to this inductor and comprising at least one induction coil housed in a central space delimited by two lateral flanges.
  • the homogenisation inductor advantageously comprises at least one muffle disposed inside the induction coil, this muffle being arranged to be heated by said induction coil and to homogenize the temperature of said metal pieces passing therethrough by radiation.
  • Said inductor for homogenizing the temperature of the metal parts preferably comprises a cooling fluid circuit for regulating the temperature inside the inductor.
  • the device may comprise several inductors for homogenizing the temperature of the metal parts in order to make it possible to standardize the temperature of several metal parts before they are formed, in a forming machine, for example in a press.
  • FIG. 1 is an overall perspective view showing an advantageous embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 is a view from above of the device of FIG. 1, and
  • FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D show views, respectively in partial perspective, in longitudinal section, from below and in cross-section of a homogenization inductor.
  • the device according to the invention comprises a plant 10 equipped with at least one induction heating line intended to bring to a forming temperature metal parts called pieces 30 (see FIG. 3C) in order to of their forming in a suitable forming machine.
  • this line comprises a set individual inductors 11 each associated with at least one generator 12 dedicated to one of the corresponding individual inductors 11.
  • This line further comprises a first transfer means 13 for introducing each of the slugs from a supply source (not shown) into an individual inductor 11.
  • the supply source preferably feeds the line continuously. However, a continuous supply is not required in this case, and the metal parts could even come from different sources of supply.
  • the first transfer means 13 is constituted, in the example shown, by a suspended robot, but it could, of course, include any other appropriate equipment to perform the same functions.
  • the inductors 11 may have specific constructive characteristics, depending on the size and shape of the plots to be treated, and are controlled individually.
  • the slugs are introduced into the inductors 11 individually, one after the other, heated to a specific power and remain there for a first time interval calculated to reach the proper temperature. They are extracted from the individual inductors 11 at the moment when they have reached the desired temperature by a second transfer means 14 also constituted, in the example shown, by a suspended robot.
  • this second transfer means 14 could include any other suitable equipment to perform the same functions.
  • the suspended robot constituting said second transfer means 14 is arranged to transfer the heated slugs in the individual inductors 11, to at least one homogenizer 15, associated with a generator 15a, which defines an interior space maintained at a fixed temperature , called setpoint.
  • the billet which is introduced into said homogenization inductor 15 at the output of an individual inductor 11 has a temperature which is not necessarily uniform or which is not exactly equal to the forming temperature. It is maintained in the homogenizer inducer for a second period of time sufficient for its temperature to become absolutely uniform from the core to the peripheral surface of the slug and so that this temperature is absolutely equal to the set temperature, which is the optimum temperature for forming.
  • the installation 10 may comprise several homogenization inductors 15, associated respectively with several generators 15a, if the installation requires it. This arrangement makes it possible at the same time to guarantee the uniformity of the temperature of the slugs to be formed, but also makes it possible to keep preheated plots at a substantially constant temperature in the event of an incident on the press or downstream of the inductor. homogenization 15 during the time required to restart the installation.
  • both the individual inductors 11 and the homogenization inductors 15 are controlled independently, the electric power, the residence time of the slugs and consequently the temperature at the time of the final extraction in order to their transfer under the forming press can be controlled with great precision.
  • the final transfer of the plots wholly carried to the desired temperature at the output of the homogenization inductor 15, is supported by a third transfer means 16, which is, as previously constituted in the example shown, by a robot suspended.
  • This third transfer means 16 is arranged to bring a billet heated to the right temperature, in the forming machine 17 (shown schematically) to transform it, for example a press, a rolling mill or the like.
  • FIGS 3A 3B, 3C and 3D show an embodiment of a homogenizing inductor 15 comprising two side plates 20a and 20b which define a central space in which the billets 30 are heated and two end closures 21a and 21 b which close the internal space of the homogenization inductor 15.
  • This interior space contains at least one induction coil 15b which constitutes the generator 15a mentioned above.
  • the end closure 21b carries two end pieces 22a and 22b, respectively, of inlet and outlet of cooling fluid, for example water, which are connected to pipes 23a and 23b connected to a cooling fluid circulation circuit 24.
  • This cooling circuit 24 comprises a number of substantially vertical ducts 24a and 24b, which are respectively grafted onto the pipes.
  • 23a and 23b pipes for cooling the generator 15a consists of an insulated tube formed in a spiral and which defines a cylindrical space in which are arranged in line the metal parts 30 or slugs.
  • the induction coil 15b and the cooling circuit 24 make it possible to precisely regulate the temperature inside the homogenization inductor 15 and to bring or maintain the slugs it contains at room temperature. desired.
  • the latter comprises a muffle 15c consisting of a refractory steel tube, ceramic or the like, disposed at inside of the induction coil 15b. This muffle 15c is heated by the induction coil
  • the induction coil 15b can be connected to the muffle 15c by a concrete coating 15d or the like ( see Fig. 3B and 3D).
  • the metal parts 30 are introduced into said cylindrical space through the end openings. These parts can circulate or stay statically for a certain time in this space. The introduction and the withdrawal are carried out by the handling robots.

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Abstract

The invention relates to a method and a device (10) for heating metal parts by induction, wherein said metal parts are heated to a predetermined temperature inside inductors (11) powered by generators (12) in order to shape them using a press (17). The device (10) includes at least one individual inductor (11) associated with at least one generator (12) dedicated to said individual inductor (11) in order to heat the metal parts by holding them during a first predetermined time interval in said individual inductor (11) for heating each part to the shaping temperature thereof. The device further comprises at least one temperature homogenisation inductor (15) adapted so as to receive said part during a second predetermined time interval after the stay thereof in an individual inductor (11) during the first predetermined time interval and before moving said part under a press (17) for the shaping thereof.

Description

PROCEDE DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION DE PIECES METALLIQUES ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN ŒUVRE DE CE PROCEDE INDUCTION HEATING METHOD OF METAL PARTS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD
La présente invention concerne un procédé de chauffage par induction de pièces métalliques, dans lequel on porte lesdites pièces métalliques à une température déterminée à l'intérieur d'inducteurs alimentés par des générateurs, en vue de les transformer et notamment de les forger au moyen d'une presse.The present invention relates to a method of inductive heating of metal parts, in which said metal parts are carried at a predetermined temperature inside inductors fed by generators, with a view to transforming them and in particular forging them by means of 'a news.
L'invention concerne également un dispositif de chauffage par induction de pièces métalliques, dans lequel lesdites pièces métalliques sont portées à une température déterminée à l'intérieur d'inducteurs alimentés par des générateurs, en vue de les transformer et notamment de les forger dans une presse, pour la mise en œuvre du procédé.The invention also relates to a device for induction heating of metal parts, in which said metal parts are brought to a predetermined temperature inside inductors fed by generators, with a view to transforming them and in particular forging them into a press, for the implementation of the process.
Dans les fours à induction connus, des pièces métalliques ou lopins sont habituellement introduits dans un tunnel associé à au moins un inducteur alimenté par un générateur, dans lequel lesdits lopins avancent linéairement selon l'axe du tunnel pour subir une élévation de température qui atteint finalement une valeur déterminée correspondant à la température de formage des pièces. Ce procédé bien connu, appelé procédé de chauffage par induction au défilé, a l'avantage de se dérouler en continu, les pièces froides étant introduites à une extrémité du tunnel et les pièces chaudes étant extraites à l'extrémité opposée. La longueur du tunnel, la vitesse de défilement des pièces métalliques fréquemment appelées billettes et la puissance du générateur sont calculées de telle manière que la température de formage soit atteinte lorsque les pièces sont extraites à la sortie du tunnel.In known induction furnaces, metal parts or blanks are usually introduced into a tunnel associated with at least one inductor fed by a generator, wherein said pieces advance linearly along the axis of the tunnel to undergo a rise in temperature which finally reaches a determined value corresponding to the forming temperature of the pieces. This well-known method, called the parcel induction heating method, has the advantage of being continuous, the cold parts being introduced at one end of the tunnel and the hot parts being extracted at the opposite end. The length of the tunnel, the running speed of the metal parts frequently called billets and the power of the generator are calculated in such a way that the forming temperature is reached when the pieces are extracted at the exit of the tunnel.
L'un des problèmes que l'on rencontre avec ce type de fours à induction au défilé est lié au fait qu'il est difficile de maîtriser l'ensemble des paramètres: vitesse de défilement, longueur du tunnel, donc temps de séjour, puissance du four, etc., de sorte que les aléas de cycles génèrent des disparités de température d'un lopin au suivant. On ne peut pas garantir une uniformité de température d'un lopin à un autre. Les températures des différents lopins se situent dans une fourchette de valeurs qui peut être relativement étendue, ce qui peut avoir des conséquences sur la qualité des produits formés.One of the problems with this type of induction furnace is that it is difficult to control all the parameters: speed of travel, length of the tunnel, therefore residence time, power oven, etc., so that cycle hazards generate temperature differences from one piece to the next. One can not guarantee uniformity of temperature from one piece to another. The temperatures of the different plots are in a range of values which can be relatively extensive, which can have consequences on the quality of the products formed.
En outre, en cas d'arrêt de la production, suite par exemple à un incident sur une presse, tous les lopins présents dans le tunnel doivent être extraits en vue d'un recyclage. En effet, s'ils étaient maintenus dans le tunnel pendant la durée de l'incident, certains lopins atteindraient la température de fusion, alors que d'autres seraient trop froids pour pouvoir être formés dans une presse. Un arrêt de l'alimentation en lopins chauffés de la presse entraîne une perte de temps, donc une perte de production qui est préjudiciable au bon déroulement de la cadence de production et réduit la productivité d'une installation.In addition, in case of production stoppage, for example following an incident on a press, all the pieces in the tunnel must be extracted for recycling. Indeed, if they were kept in the tunnel during the duration of the incident, some plots would reach the melting temperature, while others would be too cold to be formed in a press. Stopping the power supply in heated press bales leads to a loss of time, thus a loss of production which is detrimental to the smooth running of the production rate and reduces the productivity of an installation.
Un autre inconvénient qui est lié à ce procédé de chauffage par induction au défilé est celui de la non uniformité de la température des lopins. En effet, le chauffage par induction consiste à chauffer le lopin à cœur, de sorte que la répartition de la température dans la pièce n'est pas forcément uniforme et l'on constate souvent des décalages élevés entre le cœur de la pièce et sa surface périphérique. Les sondes de mesures par rayonnement infrarouge ne mesurent que la température de la surface, de sorte que, même lorsque l'on constate que la température de la surface est égale à la température de consigne, la température au cœur de la pièce peut être sensiblement différente. La conséquence en est que la presse doit être plus puissante pour pouvoir former une pièce à partir d'un lopin qui peut être sensiblement plus froid au cœur qu'il ne l'est en surface.Another disadvantage which is related to this process of induction heating parade is that of the nonuniformity of the temperature of the slugs. Indeed, induction heating consists in heating the billet to the core, so that the distribution of the temperature in the room is not necessarily uniform and often there are high offsets between the heart of the room and its surface peripheral. Infrared radiation measurement probes only measure the temperature of the surface, so that even when it is found that the temperature of the surface is equal to the set temperature, the temperature at the heart of the room can be substantially different. The consequence is that the press must be more powerful to be able to form a piece from a piece that can be significantly colder in the heart than it is on the surface.
On connaît de nombreuses installations de chauffage par induction qui sont adaptées pour effectuer la préparation de pièces en vue d'un formage par une presse. La publication WO 97/10065 décrit un tel dispositif de chauffage par induction comportant un four alimenté par une barre métallique qui est déplacée en continu, ce four étant suivi d'un dispositif de coupe destiné à tronçonner la barre en pièces individuelles qui sont reprises l'une après l'autre pour alimenter une presse. Cette installation présente typiquement les défauts évoqués ci-dessus puisque les pièces individuelles sont chauffées de la même manière, selon un rythme qui est défini par la vitesse de défilement de la barre et ne peuvent pas être chauffées individuellement.Numerous induction heating systems are known which are adapted to perform the preparation of parts for forming by a press. Publication WO 97/10065 describes such a heating device by induction comprising an oven fed by a metal bar which is moved continuously, this oven being followed by a cutting device for cutting the bar into individual pieces which are taken one after the other to feed a press. This installation typically has the defects mentioned above since the individual parts are heated in the same way, in a rhythm that is defined by the speed of movement of the bar and can not be heated individually.
Le brevet russe SU 1 029 426 décrit un dispositif de chauffage de pièces métalliques comportant trois zones de chauffage successives qui sont toutes alimentées en continu par un même mécanisme d'avance de sorte que toutes les pièces sont soumises aux mêmes conditions de chauffage piloté en fonction de l'avancement des pièces.The Russian patent SU 1 029 426 describes a device for heating metal parts comprising three successive heating zones, all of which are continuously fed by the same feed mechanism so that all the parts are subjected to the same conditions of controlled heating in function. the advancement of the pieces.
Le brevet européen EP 0 131 175 décrit un dispositif de chauffage de petites pièces métalliques portées par un carrousel et traversant un four à induction comportant plusieurs bobines d'induction successives. A la sortie du four, les pièces sont prélevées individuellement par un bras préhenseur alimentant une presse. Toutefois, les pièces suivent toutes le même trajet et sont toutes chauffées de façon similaire, avec les inconvénients évoqués précédemment.European patent EP 0 131 175 describes a device for heating small metal parts carried by a carousel and passing through an induction furnace comprising a plurality of successive induction coils. At the outlet of the oven, the parts are taken individually by a gripper arm feeding a press. However, the parts all follow the same path and are all heated similarly, with the disadvantages mentioned above.
La demande de brevet japonais JP 62 023 926 décrit également un dispositif de chauffage à induction disposé verticalement pour chauffer individuellement une pluralité de pièces. Toutefois, ce système ne permet pas d'effectuer de la production en série tout en portant individuellement chaque pièce à la température adéquate, intérieurement et extérieurement pour éviter les risques mentionnés précédemment.Japanese Patent Application JP 62 023 926 also discloses an inductively mounted induction heater for individually heating a plurality of parts. However, this system does not allow to perform mass production while individually carrying each room to the appropriate temperature, internally and externally to avoid the risks mentioned above.
Le brevet français FR 1 567 477 décrit un système de chauffage par induction au défilé comportant plusieurs inducteurs placés en ligne, les pièces étant transportées par un chariot. Toutefois, ce système ne prévoit pas un chauffage individuel des pièces au moyen d'inducteurs distincts.French patent FR 1,567,477 describes a scroll induction heating system comprising several inductors placed in line, the parts being transported by a cart. However, this system does not provide individual heating of parts by means of separate inductors.
La présente invention se propose de pallier l'ensemble de ces inconvénients en concevant un procédé de chauffage par induction, qui permet à la fois de gérer individuellement la montée en température d'un lot de pièces métalliques ou lopins amenés sensiblement en continu, qui permet d'organiser le maintien en température des lopins pendant un arrêt de production dû à un incident survenant en aval du four de chauffage par induction et qui permet d'assurer une homogénéité de la température dans toutes les pièces métalliques quelle que soit leur position dans ledit lot.The present invention proposes to overcome all these drawbacks by designing an induction heating method, which allows both to individually manage the temperature rise of a batch of metal parts or pieces fed substantially continuously, which allows to organize the maintenance of the temperature of the plots during a production stoppage due to an incident occurring downstream of the induction heating furnace and which makes it possible to ensure homogeneity of the temperature in all the metallic parts whatever their position in said lot.
Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que l'on procède au chauffage individuel de chacune des pièces métalliques au moyen d'un inducteur individuel associé à au moins un générateur dédié à cet inducteur individuel, en maintenant lesdites pièces pendant un premier intervalle de temps déterminé dans ledit inducteur individuel pour amener chaque pièce à sa température de formage et en ce que, après le séjour d'une pièce dans un inducteur individuel pendant ledit premier intervalle de temps déterminé, on dispose ladite pièce dans un inducteur d'homogénéisation de la température, pendant un deuxième intervalle de temps déterminé avant de la déplacer dans une machine de formage en vue de son formage.This object is achieved by the method according to the invention, characterized in that the individual heating of each of the metal parts is carried out by means of an individual inductor associated with at least one generator dedicated to this individual inductor, while maintaining said during a first determined time interval in said individual inductor to bring each workpiece to its forming temperature and in that, after the stay of a workpiece in an individual inductor during said first predetermined time interval, said workpiece is placed in an inducer for homogenizing the temperature, for a second determined time interval before moving it into a forming machine for its forming.
D'une manière préférentielle l'on introduit chacune des pièces métalliques dans l'inducteur individuel correspondant au moyen de premiers moyens de transfert, en ce que l'on extrait chacune des dites pièces métalliques, après ledit premier intervalle de temps déterminé au moyen de deuxièmes moyens de transfert de transfert qui les introduit dans ledit inducteur d'homogénéisation et en ce que l'on extrait chacune des dites pièces métalliques, après ledit deuxième intervalle de temps déterminé au moyen de troisièmes moyens de transfert qui la met sous une presse en vue de son formage. Ce but est également atteint par le dispositif de chauffage par induction selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un inducteur individuel associé à au moins un générateur dédié à cet inducteur individuel en vue de chauffer des pièces métalliques, en les maintenant pendant un premier intervalle de temps déterminé dans ledit inducteur individuel pour amener chaque pièce à sa température de formage et au moins un inducteur d'homogénéisation de la température, agencé pour recevoir ladite pièce, pendant un deuxième intervalle de temps déterminé, après son séjour dans un inducteur individuel, pendant ledit premier intervalle de temps déterminé et avant de la déplacer sous une machine de formage en vue de son formage.Preferably, each of the metal parts is introduced into the corresponding individual inductor by means of first transfer means, in that each of said metal parts is extracted after said first time interval determined by means of second transfer transfer means which introduces them into said homogenisation inductor and in that each of said metal pieces is extracted after said second time interval determined by means of third transfer means which puts it under a press in view of its forming. This object is also achieved by the induction heating device according to the invention, characterized in that it comprises at least one inductor associated with at least one generator dedicated to this inductor to heat individual metal parts, by now during a first determined time interval in said individual inductor to bring each piece to its forming temperature and at least one homogenizing inductor of the temperature, arranged to receive said piece, for a second determined period of time, after its stay in an individual inductor, during said first determined time interval and before moving it under a forming machine for forming.
D'une manière particulièrement avantageuse, le dispositif comporte des premiers moyens de transfert pour introduire chacune des pièces métalliques dans un inducteur individuel, des deuxièmes moyens de transfert pour extraire chacune des dites pièces métalliques, après ledit premier intervalle de temps déterminé et pour les introduire dans ledit inducteur d'homogénéisation et des troisièmes moyens de transfert pour retirer lesdites pièces métalliques, après ledit deuxième intervalle de temps déterminé, et pour les amener dans ladite machine de formage en vue de leur formage.In a particularly advantageous manner, the device comprises first transfer means for introducing each of the metal parts into an individual inductor, second transfer means for extracting each of said metal parts, after said first predetermined time interval and for introducing them. in said homogenizing inductor and third transfer means for removing said metal pieces, after said second predetermined time interval, and for feeding them into said forming machine for forming thereof.
Selon une forme de réalisation particulière, les dits premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de transfert comportent chacun un robot indépendant.According to a particular embodiment, said first, second and third transfer means each comprise an independent robot.
De façon avantageuse, ledit inducteur d'homogénéisation de la température des pièces métalliques comporte au moins un générateur dédié à cet inducteur et comportant au moins une bobine d'induction logée dans un espace central délimité par deux joues latérales.Advantageously, said inductor for homogenizing the temperature of the metal parts comprises at least one generator dedicated to this inductor and comprising at least one induction coil housed in a central space delimited by two lateral flanges.
L'inducteur d'homogénéisation comporte avantageusement au moins un moufle disposé à l'intérieur de la bobine d'induction, ce moufle étant agencé pour être chauffé par ladite bobine d'induction et homogénéiser la température desdites pièces métalliques qui le traversent par rayonnement.The homogenisation inductor advantageously comprises at least one muffle disposed inside the induction coil, this muffle being arranged to be heated by said induction coil and to homogenize the temperature of said metal pieces passing therethrough by radiation.
Ledit inducteur d'homogénéisation de la température des pièces métalliques comporte de préférence un circuit de fluide de refroidissement en vue de réguler la température à l'intérieur de l'inducteur.Said inductor for homogenizing the temperature of the metal parts preferably comprises a cooling fluid circuit for regulating the temperature inside the inductor.
Le dispositif peut comporter plusieurs inducteurs d'homogénéisation de la température des pièces métalliques afin de permettre d'uniformiser la température de plusieurs pièces métalliques avant leur formage, dans une machine de formage, par exemple sous une presse.The device may comprise several inductors for homogenizing the temperature of the metal parts in order to make it possible to standardize the temperature of several metal parts before they are formed, in a forming machine, for example in a press.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une forme de mise en œuvre préférée du procédé de l'invention, et d'une forme de réalisation avantageuse du dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé, en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels :The present invention and its advantages will be better understood on reading the detailed description of a preferred embodiment of the method of the invention, and an advantageous embodiment of the device for implementing this method. , with reference to the appended drawings given by way of non-limiting indication, in which:
la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective représentant une forme de réalisation avantageuse du dispositif selon l'invention,FIG. 1 is an overall perspective view showing an advantageous embodiment of the device according to the invention,
la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 , etFIG. 2 is a view from above of the device of FIG. 1, and
les figures 3A, 3B, 3C et 3D représentent des vues, respectivement en perspective partielle, en coupe longitudinale, de dessous et en coupe transversale d'un inducteur d'homogénéisation.FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D show views, respectively in partial perspective, in longitudinal section, from below and in cross-section of a homogenization inductor.
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif selon l'invention comprend une installation 10 équipée d'au moins une ligne de chauffage par induction destinée à porter à une température de formage des pièces métalliques appelées lopins 30 (voir figure 3C) en vue de leur formage dans une machine de formage appropriée. A cet effet, cette ligne comporte un ensemble d'inducteurs individuels 11 associés chacun à au moins un générateur 12 dédié à un des inducteurs individuels 11 correspondants. Cette ligne comporte en outre un premier moyen de transfert 13 pour introduire chacun des lopins provenant d'une source d'approvisionnement (non représentée), dans un inducteur individuel 11. La source d'approvisionnement alimente de préférence la ligne de façon continue. Toutefois, une alimentation continue n'est pas obligatoire dans ce cas, et les pièces métalliques pourraient même provenir de différentes sources d'approvisionnement. Le premier moyen de transfert 13 est constitué, dans l'exemple représenté, par un robot suspendu, mais il pourrait, bien entendu, comporter n'importe quel autre équipement approprié pour effectuer les mêmes fonctions. Les inducteurs 11 peuvent avoir des caractéristiques constructives spécifiques, selon la taille et la forme des lopins à traiter, et sont pilotés individuellement. Les lopins sont introduits dans les inducteurs 11 individuellement, les uns après les autres, chauffés selon une puissance déterminée et y séjournent pendant un premier intervalle de temps calculé pour qu'ils atteignent la température adéquate. Ils sont extraits des inducteurs individuels 11 au moment où ils ont atteint la température souhaitée par un deuxième moyen de transfert 14 également constitué, dans l'exemple représenté, par un robot suspendu. Comme précédemment, ce deuxième moyen de transfert 14 pourrait comporter n'importe quel autre équipement approprié pour effectuer les mêmes fonctions.With reference to FIGS. 1 and 2, the device according to the invention comprises a plant 10 equipped with at least one induction heating line intended to bring to a forming temperature metal parts called pieces 30 (see FIG. 3C) in order to of their forming in a suitable forming machine. For this purpose, this line comprises a set individual inductors 11 each associated with at least one generator 12 dedicated to one of the corresponding individual inductors 11. This line further comprises a first transfer means 13 for introducing each of the slugs from a supply source (not shown) into an individual inductor 11. The supply source preferably feeds the line continuously. However, a continuous supply is not required in this case, and the metal parts could even come from different sources of supply. The first transfer means 13 is constituted, in the example shown, by a suspended robot, but it could, of course, include any other appropriate equipment to perform the same functions. The inductors 11 may have specific constructive characteristics, depending on the size and shape of the plots to be treated, and are controlled individually. The slugs are introduced into the inductors 11 individually, one after the other, heated to a specific power and remain there for a first time interval calculated to reach the proper temperature. They are extracted from the individual inductors 11 at the moment when they have reached the desired temperature by a second transfer means 14 also constituted, in the example shown, by a suspended robot. As before, this second transfer means 14 could include any other suitable equipment to perform the same functions.
Le robot suspendu, constituant ledit deuxième moyen de transfert 14 est agencé pour transférer les lopins chauffés dans les inducteurs individuels 11, vers au moins un inducteur d'homogénéisation 15, associé à un générateur 15a, qui définit un espace intérieur maintenu à une température fixe, dite de consigne. Le lopin qui est introduit dans ledit inducteur d'homogénéisation 15 à la sortie d'un inducteur individuel 11 , présente une température qui n'est pas forcément uniforme ou qui n'est pas exactement égale à la température de formage. Il est maintenu dans l'inducteur d'homogénéisation 15 pendant un deuxième intervalle de temps suffisant pour que sa température devienne absolument uniforme du cœur à la surface périphérique du lopin et pour que cette température soit absolument égale à la température de consigne qui est la température optimale pour le formage.The suspended robot constituting said second transfer means 14 is arranged to transfer the heated slugs in the individual inductors 11, to at least one homogenizer 15, associated with a generator 15a, which defines an interior space maintained at a fixed temperature , called setpoint. The billet which is introduced into said homogenization inductor 15 at the output of an individual inductor 11 has a temperature which is not necessarily uniform or which is not exactly equal to the forming temperature. It is maintained in the homogenizer inducer for a second period of time sufficient for its temperature to become absolutely uniform from the core to the peripheral surface of the slug and so that this temperature is absolutely equal to the set temperature, which is the optimum temperature for forming.
L'installation 10 peut comporter plusieurs inducteurs d'homogénéisation 15, associés respectivement à plusieurs générateurs 15a, si l'installation le nécessite. Cet agencement permet à la fois de garantir l'uniformité de la température des lopins à former, mais permet également de maintenir des lopins préchauffés, à une température sensiblement constante, en cas d'incident sur la presse ou en aval de l'inducteur d'homogénéisation 15, pendant le temps nécessaire à la remise en route de l'installation.The installation 10 may comprise several homogenization inductors 15, associated respectively with several generators 15a, if the installation requires it. This arrangement makes it possible at the same time to guarantee the uniformity of the temperature of the slugs to be formed, but also makes it possible to keep preheated plots at a substantially constant temperature in the event of an incident on the press or downstream of the inductor. homogenization 15 during the time required to restart the installation.
Comme tous les inducteurs, à la fois les inducteurs individuels 11 et les inducteurs d'homogénéisation 15 sont pilotés de manière indépendante, la puissance électrique, le temps de séjour des lopins et par conséquent la température au moment de l'extraction finale en vue de leur transfert sous la presse de formage peuvent être commandés avec une grande précision. Le transfert final des lopins portés intégralement à la température souhaitée à la sortie de l'inducteur d'homogénéisation 15, est pris en charge par un troisième moyen de transfert 16, qui est, comme précédemment constitué dans l'exemple représenté, par un robot suspendu. Ce troisième moyen de transfert 16 est agencé pour amener un lopin chauffé à la bonne température, dans la machine de formage 17 (représentée schématiquement) destinée à le transformer, par exemple une presse, un laminoir ou similaire.As all the inductors, both the individual inductors 11 and the homogenization inductors 15 are controlled independently, the electric power, the residence time of the slugs and consequently the temperature at the time of the final extraction in order to their transfer under the forming press can be controlled with great precision. The final transfer of the plots wholly carried to the desired temperature at the output of the homogenization inductor 15, is supported by a third transfer means 16, which is, as previously constituted in the example shown, by a robot suspended. This third transfer means 16 is arranged to bring a billet heated to the right temperature, in the forming machine 17 (shown schematically) to transform it, for example a press, a rolling mill or the like.
Les figures 3A1 3B, 3C et 3D représentent un exemple de réalisation d'un inducteur d'homogénéisation 15 comprenant deux joues latérales 20a et 20b qui définissent un espace central dans lequel les lopins 30 sont chauffés et deux fermetures d'extrémité 21a et 21 b qui ferment l'espace intérieur de l'inducteur d'homogénéisation 15. Cet espace intérieur contient au moins une bobine d'induction 15b qui constitue le générateur 15a mentionné précédemment. La fermeture d'extrémité 21b porte deux embouts 22a et 22b respectivement d'arrivée et de sortie de fluide de refroidissement, par exemple de l'eau, qui sont raccordés à des tubulures 23a et 23b reliées à un circuit de circulation du fluide de refroidissement 24. Ce circuit de refroidissement 24 comporte un certain nombre de conduits 24a et 24b, sensiblement verticaux, qui sont respectivement greffés sur les tubulures 23a et 23b pour refroidir le générateur 15a constitué d'un tube isolé formé en spirale et qui définit un espace cylindrique dans lequel sont disposées en ligne les pièces métalliques 30 ou lopins. 1 Figures 3A 3B, 3C and 3D show an embodiment of a homogenizing inductor 15 comprising two side plates 20a and 20b which define a central space in which the billets 30 are heated and two end closures 21a and 21 b which close the internal space of the homogenization inductor 15. This interior space contains at least one induction coil 15b which constitutes the generator 15a mentioned above. The end closure 21b carries two end pieces 22a and 22b, respectively, of inlet and outlet of cooling fluid, for example water, which are connected to pipes 23a and 23b connected to a cooling fluid circulation circuit 24. This cooling circuit 24 comprises a number of substantially vertical ducts 24a and 24b, which are respectively grafted onto the pipes. 23a and 23b pipes for cooling the generator 15a consists of an insulated tube formed in a spiral and which defines a cylindrical space in which are arranged in line the metal parts 30 or slugs.
La bobine d'induction 15b et le circuit de refroidissement 24 permettent d'assurer une régulation précise de la température à l'intérieur de l'inducteur d'homogénéisation 15 et d'amener ou de maintenir les lopins qu'il contient à la température souhaitée. Pour améliorer encore cette régulation et assurer une excellente homogénéité de la température de consigne à l'intérieur de l'inducteur d'homogénéisation 15, ce dernier comporte un moufle 15c constitué d'un tube en acier réfractaire, céramique ou similaire, disposé à l'intérieur de la bobine d'induction 15b. Ce moufle 15c est chauffé par la bobine d'inductionThe induction coil 15b and the cooling circuit 24 make it possible to precisely regulate the temperature inside the homogenization inductor 15 and to bring or maintain the slugs it contains at room temperature. desired. To further improve this regulation and to ensure excellent homogeneity of the set temperature inside the homogenizer 15, the latter comprises a muffle 15c consisting of a refractory steel tube, ceramic or the like, disposed at inside of the induction coil 15b. This muffle 15c is heated by the induction coil
15b, accumule la chaleur et la restitue par rayonnement aux lopins 30 circulant à l'intérieur de ce moufle 15c par exemple sur des rails 25. La bobine d'induction 15b peut être liée au moufle 15c par un revêtement en béton 15d ou similaire (cf. fig. 3B et 3D).15b accumulates the heat and radiates it back to the slugs 30 circulating inside this muffle 15c, for example on rails 25. The induction coil 15b can be connected to the muffle 15c by a concrete coating 15d or the like ( see Fig. 3B and 3D).
Les pièces métalliques 30 sont introduites dans ledit espace cylindrique par les ouvertures d'extrémité. Ces pièces peuvent circuler ou séjourner statiquement pendant un temps déterminé dans cet espace. L'introduction et le retrait s'effectuent par les robots de manipulation.The metal parts 30 are introduced into said cylindrical space through the end openings. These parts can circulate or stay statically for a certain time in this space. The introduction and the withdrawal are carried out by the handling robots.
L'installation 10 représentée remplit intégralement les objectifs fixés de sorte que l'invention répond au problème technique posé. Certains composants pourraient être modifiés au point de vue de leur conception et de leur construction. Néanmoins, toutes les modifications qui ne modifient en rien les principes fondamentaux et les fonctionnalités de l'installation décrite et définie par les revendications ne sortent pas du champ de protection de la présente invention. The shown installation 10 completely fulfills the objectives set so that the invention responds to the technical problem. Some components could be modified from the point of view of their design and construction. However, any changes that do not alter the fundamentals and functionality of the described and defined installation by the claims do not depart from the scope of the present invention.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Procédé de chauffage par induction de pièces métalliques, dans lequel on porte lesdites pièces métalliques à une température déterminée à l'intérieur d'inducteurs alimentés par des générateurs, en vue de les transformer dans une machine de formage (17) et notamment de les forger au moyen d'une presse, caractérisé en ce que l'on procède au chauffage individuel de chacune des pièces métalliques au moyen d'un inducteur individuel (11) associé à au moins un générateur (12) dédié à cet inducteur individuel, en maintenant lesdites pièces pendant un premier intervalle de temps déterminé dans ledit inducteur individuel (11) pour amener chaque pièce à sa température de formage et en ce que, après le séjour d'une pièce dans un inducteur individuel (11) pendant ledit premier intervalle de temps déterminé, on dispose ladite pièce dans un inducteur d'homogénéisation (15) de la température, pendant un deuxième intervalle de temps déterminé avant de la déplacer dans une machine de formage (17) en vue de son formage.1.- Induction heating process of metal parts, in which said metal parts are carried at a determined temperature inside inductors fed by generators, in order to transform them into a forming machine (17) and in particular forging them by means of a press, characterized in that the individual heating of each of the metal parts is carried out by means of an individual inductor (11) associated with at least one generator (12) dedicated to this individual inductor maintaining said parts during a first determined time interval in said individual inductor (11) to bring each workpiece to its forming temperature and in that, after the stay of a workpiece in an individual inductor (11) during said first determined time interval, said piece is placed in a homogenization inductor (15) of the temperature, for a second predetermined time interval before the moving in a forming machine (17) for forming.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit chacune des pièces métalliques dans l'inducteur individuel (11) correspondant au moyen d'un premier moyen de transfert (13), en ce que l'on extrait chacune des dites pièces métalliques, après ledit premier intervalle de temps déterminé au moyen d'un deuxième moyen de transfert de transfert (14) qui les introduit dans ledit inducteur d'homogénéisation (15) et en ce que l'on extrait chacune des dites pièces métalliques, après ledit deuxième intervalle de temps déterminé, au moyen d'un troisième moyen de transfert (16) qui le met sous une machine de formage (17) en vue de son formage.2. A process according to claim 1, characterized in that each of the metal parts is introduced into the corresponding individual inductor (11) by means of a first transfer means (13), in that one extracts each of said metal pieces, after said first time interval determined by means of a second transfer transfer means (14) which introduces them into said homogenization inductor (15) and in that each of said metal parts, after said second predetermined time interval, by means of a third transfer means (16) which puts it under a forming machine (17) for its forming.
3.- Dispositif de chauffage par induction de pièces métalliques, agencé pour porter lesdites pièces métalliques à une température déterminée à l'intérieur d'inducteurs (11) alimentés par des générateurs (12), en vue de les former au moyen d'une machine de formage (17), notamment d'une presse (17), pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un inducteur individuel (11) associé à au moins un générateur (12) dédié à cet inducteur individuel (11) en vue de chauffer des pièces métalliques, en les maintenant pendant un premier intervalle de temps déterminé dans ledit inducteur individuel (11) pour amener chaque pièce à sa température de formage et au moins un inducteur d'homogénéisation (15) de la température, agencé pour recevoir ladite pièce, pendant un deuxième intervalle de temps déterminé, après son séjour dans un inducteur individuel (11), pendant ledit premier intervalle de temps déterminé et avant de la déplacer sous une machine de formage (17) en vue de son formage.3. Induction heating device of metal parts, arranged to carry said metal parts at a predetermined temperature inside inductors (11) supplied by generators (12), in order to form them by means of a forming machine (17), in particular a press (17), for carrying out the method according to any one of the claims preceding, characterized in that it comprises at least one inductor (11) associated with at least one generator (12) dedicated to the individual inductor (11) for heating metal parts, maintaining them during a first interval of determined time in said inductor (11) to bring each piece to its forming temperature and at least one homogenizer inductor (15) of the temperature, arranged to receive said piece, for a second determined period of time, after his stay in an individual inductor (11) during said first predetermined time interval and before moving it under a forming machine (17) for forming.
4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen de transfert (13) pour introduire chacune des pièces métalliques dans un inducteur individuel (11), un deuxième moyen de transfert (14) pour extraire chacune des dites pièces métalliques, après ledit premier intervalle de temps déterminé et pour les introduire dans ledit inducteur d'homogénéisation (15) et un troisième moyen de transfert (16) pour retirer lesd'rtes pièces métalliques, après ledit deuxième intervalle de temps déterminé, et pour les amener sous une machine de formage (17) en vue de leur formage.4.- Device according to claim 3, characterized in that it comprises a first transfer means (13) for introducing each of the metal parts into an individual inductor (11), a second transfer means (14) for extracting each of said metal parts, after said first predetermined time interval and to introduce them into said homogenizing inductor (15) and a third transfer means (16) for removing lesd 'rds metal parts after said second predetermined time interval, and to bring them under a forming machine (17) for forming.
5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits premier (13), deuxième (14) et troisième moyens (16) de transfert comportent chacun un robot indépendant.5.- Device according to claim 4, characterized in that said first (13), second (14) and third means (16) of transfer each comprise an independent robot.
6.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit inducteur d'homogénéisation (15) de la température des pièces métalliques comporte au moins un générateur (15a) dédié à cet inducteur.6.- Device according to claim 3, characterized in that said inductor homogenization (15) of the temperature of the metal parts comprises at least one generator (15a) dedicated to this inductor.
7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit générateur (15a) dudit inducteur d'homogénéisation (15) de la température des pièces métalliques comporte au moins une bobine d'induction (15b) logée dans un espace central délimité par deux joues latérales (20a) et (20b). 7.- Device according to claim 6, characterized in that said generator (15a) of said inductor homogenization (15) of the temperature of the metal parts comprises at least one induction coil (15b) housed in a central space defined by two lateral cheeks (20a) and (20b).
8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit inducteur d'homogénéisation (15) comporte au moins un moufle (15c) disposé à l'intérieur de la bobine d'induction (15b), ce moufle (15c) étant agencé pour être s chauffé par ladite bobine d'induction et homogénéiser la température desdites pièces métalliques qui le traversent par rayonnement.8.- Device according to claim 7, characterized in that said homogenizer inductor (15) comprises at least one muffle (15c) disposed inside the induction coil (15b), muffle (15c) being arranged to be heated by said induction coil and to homogenize the temperature of said metal pieces passing therethrough by radiation.
9.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit inducteur d'homogénéisation (15) de la température des pièces métalliques comporte un0 circuit de fluide de refroidissement (24).9.- Device according to claim 6, characterized in that said inductor homogenization (15) of the temperature of the metal parts comprises a cooling fluid circuit (24).
10.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs inducteurs d'homogénéisation (15) de la température des pièces métalliques 5 10.- Device according to claim 3, characterized in that it comprises several inductors homogenization (15) of the temperature of the metal parts 5
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