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FOUR A INDUCTION.
La présente invention concerne des perfectionnements aux fours à induction du type général habituellement employé pour le chauffage de pièces métalliques telles que des billettes, barres ou analogues.. de forme pleine ou tubulaire et ordinairement de section transversale uniforme, qui sont suc- cessivement introduites dans le four,chauffées dans ce dernier et évacuées en vue d'une opération ultérieure de forgeage ou autre; l'invention concerne également des moyens électro-mécaniques et un procédé permettant d'obtenir un fonctionnement efficace du four.
Le four à induction selon l'invention comprend plusieurs enroule- ments hélicoïdaux d'induction disposés longitudinalement, relativement conti- gus et dont chacun comprend plusieurs spires d'un tuyau en cuivre disposées en une seule couche, la longueur axiale totale des enroulements correspondant sensiblement à celles des pièces à traiter en une fois à l'intérieur de ces bobines.
Un liquide de refroidissement circule constamment dans toutes les spires,auxquelles il est amené et dont il est évacué par des tuyaux en fer qui sont de préférence fixés ensemble de façon à constituer un bâti rigide de support pour les enroulements
Dans. le mode de réalisation de l'invention ici décrit, dans lequel plusieurs enroulements ou bobines d9induction dont le nombre est égal à celui des phases d'une source de courant alternatif polyphasé utilisé, chacune des bobines est excitée en même temps que les autres par une phase différente du dit courant polyphasé, lequel est à faible fréquence, par exemple à 60 pério- des par seconde et à faible tension, par exemple 110 volts.
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La circulation du liquide refroidissant dans les diverses bobines d'induction, en provenance et en direction des diverses sections du tuyau ser- vant de bâti de support.. permet de maintenir le dit tuyau et les spires suffi- samment froids pour qu'un opérateur puisse les toucher sans risque de se brû- ler: pendant le fonctionnement du four.
On dispose de préférence les différentes billettes ou autres piè- ces à traiter successivement et une à une à l'intérieur des spires des diver- ses bobines de sorte qu'à mesure qu'une pièce convenablement chauffée est é- jectée à partir d'une extrémité de l'ensemble des bobines, une autre pièce y soit introduite par l'extrémité opposée.
Un appareil électrique de commande perfectionné, combiné avec un circuit électrique convenable, associé au four à induction du type général dé- crit,permet d'interrompre la période de chauffage de la pièce en traitement lorsque la température de cette dernière atteint une valeur maximum déterminée.
Les dits appareil et circuit comprennent également des moyens ac- tionnés automatiquement en vue de reprendre le chauffage de la pièce dans le cas où l'opérateur tarderait par inadvertance à évacuer la pièce du four. Dans ce caset en réponse à un léger refroidissement de la pièce, les dits moyens sont destinés à provoquer automatiquement et cycliquement la reprise et l'in- terruption du chauffage de la pièce, à l'intérieur d'une gamme étroite de tem- pératures, afin de maintenir la dite pièce à une température voisine de, mais non supérieure, à la dite valeur maximum déterminée, jusqu'à ce que l'atten- tion de l'opérateur ait été attirée sur la nécessité d'évacuer la pièce hors du four.
Parmi les divers buts que se propose l'invention, on peut mention- ner les suivants : - assurer l'évacuation successive hors du four des billettes ou autres pièces convenablement chauffées lorsque leur température a atteint une valeur déterminée; -éviter le chauffage, dû aux effets de parties vagabondes du champ magnétique, du bâti de.support des bobines; - réaliser des moyens perfectionnés d'indication de la température commandés par la température d'une billette en cours de chauffage dans un four électromagnétique, en combinaison avec des moyens perfectionnés, fonctionnant automatiquement, associés aux dits moyens de détection en vue d'interrompre - automatiquement le chauffage de la billette lorsqu'elle atteint une températu- re maximum déterminée;
- réaliser un moyen perfectionné de commande d'un four à induction qui soit actionné automatiquement en vue d'assurer des périodes de rechauffage et de refroidissement relativement courtes et se succédant selon un cycle ré- current à l'intérieur d'une gamme très étroite de températures, qui n'excède pas la température maximum, dans le cas où l'opérateur tarderait par inadver- tance à évacuer la pièce hors du four après qu'elle a atteint la dite tempéra- ture maximum;
- réaliser le cycle mentionné de réchauffage et refroidissement dans une gamme de températures dont le plus basse soit suffisamment voisine de la température maximum prédéterminée afin que la pièce puisse être évacuée, à tout moment d'un cycle quelconque, à une température qui soit comprise dans des limites convenant à des opérations ultérieures de déformation ou forgeage auxquelles la pièce est susceptible .d'être soumise;
- compléter les moyens d'indication et de coupure automatique du chauffage par un mécanisme à temps de sécurité, destiné à interrompre le cou- rant électrique de chauffage avant que la pièce n'ait atteint une température
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excessive, dans le cas où le dit moyen automatique manquerait de fonctionner, ceci en vue d' assurer une limitation antérieure de la température maximum de la pièce; - un dispositif et un procédé perfectionnés de commande du fonction- nement du four à induction en vue du chauffage de billettes métalliques à la température désirée de forgeage ou autre opération ultérieure;
- réaliser un champ magnétique polyphasé par excitation conjointe de chacune d'une série de bobines d'induction, par des courants alternatifs de phases différentes prélevés à partir d'une source de courant alternatif polyphasé, de fagon à assurer une poussée magnétique longitudinale sur la pièce en cours de chauffage, afin que la dite pièce soit poussée énergiquement dans la direction d'évacuation, de manière à la maintenir facilement et en permanence dans une position longitudinale de chauffage la plus avantageuse, grâce à une porte unique disposée à 1$extrémité d'évacuation du compartiment de chauffage compris à l'intérieur de spires de l'ensemble des bobines;
- assurer une grande profondeur et une répartition uniforme du chauf- fage dans toute la masse de la pièce, plutôt qu'un chauffage dit d"'effet de peau" qui caractérise le chauffage par induction à haute fréquence; - réaliser un four à induction à plusieurs bobines dont chacune des diverses sections de bobines est excitée par un courant en provenance d'une pha.- se différente d'une source de courant alternatif polyphasé à faible fréquence, couramment utilisé ; - réaliser un mécanisme perfectionné d'alimentation et d' évacuation pour introduire séparément des pièces à traiter dans le four et les évacuer de ce dernier;
- chauffer successivement des billettes ou pièces analogues à une température déterminée de façon hautement efficace, et fournir une indication continue des températures de la pièce.au cours de la totalité de sa période de chauffage; - réaliser un ensemble unitaire de porte et de thermo-couple et d'un moyen perfectionné afin de disposer cette porte alternativement dans une position de fermeture fortement efficace et dans une position de repos ou de dégagement de la pièce.
- D9autres buts de 1-'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés, sur les- quels
La figure 1 est une vue en plan d'un mode préféré de réalisation du four selon l'invention, comprenant trois sections de bobines d'induction alimentées par une source commune de courant alternatif triphasé, à faible fréquence, la vue représentant également divers éléments auxiliaires;
La figure 2 est une vue des bobines et de leur bâti de support, partie en plan et partie en coupe transversale, ainsi que de certains éléments qui leur sont associés et qui sont représentés en partie arrachés;
La figure a est une coupe transversale d'un conducteur tubulaire en hélice dans lequel circule un liquide refroidissant et utilisé pour cons- tituer chacun des enroulements hélicoïdaux de la figure 1;
La figure 3 représente le bâti de support et de répartition du li- quide refroidissant pour les trois enroulements d'induction hélicoîdaux;
La figure 4 est une vue en élévation de certaines parties de l'ap- pareil de la figure 1, la vue étant prise à partir de la droite du dit appa- reil;
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La figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, mais prise du côté opposé;
La figure 6 est une vue latérale en élévation de certaines par- ties auxiliaires placées à proximité du côté d'évacuation du four de'la figure 1, et qui sont représentées au-dessus et à droite de l'extrémité d'évacuation de l'ensemble des bobines;
La figure 7 est une vue en perspective de parties de la porte et du mécanisme de thermô-couple, représentés dans une position de réglage différente de celle de la figure 4;
La figure 7a est une vue latérale en élévation d'une partie du mécanisme de la porte de la figure 7 et des éléments qui lui sont associés;
Les figures 7b et 7c sont respectivement une vue en plan (par dessus) et en élévation latérale du bras de la porte de la figure 7;
La figure 7d est une élévation latérale d'un prolongement d'une tige de piston d'un moteur pneumatique, animée d'un mouvement alternatif lon- gitudinal et qui supporte le bras de la porte;
La figure 8 est une vue, partie en élévation et partie en coupe verticale, de l'extrémité d'alimentation du four;
La figure 9 représente l'un de quatre bras analogues oscillants d'introduction de la pièce, dans deux positions différentes d'oscillation (respectivement en trait plein et en pointillés), la vue représentant de fa- çon analogue deux positions de la pièce qu'ils commandent ;
La figure 10 est une coupe transversale de l'une des deux demi- sections analogues d'un élément de thermo-couple associé à l'extrémité d'é- vacuation du four;
La figure 10A est une élévation frontale de l'élément complet dont une demi-partie est montrée à la figure 10.
La figure 11 est une élévation en bout des éléments du vérin d'a- limentation utilisé pour forcer longitudinalement une pièce dans le comparti- ment de chauffage du four;
La figure 12 est une élévation latérale d'un détail;
La figure 13 est un schéma de montage électrique, représentant les circuits et instruments électriques de la présente forme de réalisation de l'appareil;
La figure, 14 est un schéma de certains trajets de circulation du liquide refroidissant utilisé pour refroidir les bobines d'induction;
La figure 15 est un schéma représentant divers dispositifs électro- sensibles et instruments actionnés hydrauliquement, associés à des appareils commandés électriquement, ainsi que les circuits électriques qui leur corres- pondent ;
La figure 16 est un schéma de certaines parties d'un mécanisme équilibreur à potentiomètre, destiné à commander le fonctionnement du four.
Les mêmes parties sont désignées par les mêmes références sur toutes les fi- gures.
L'ensemble des bobines d'induction représenté sur la figure 1 comprend trois sections 1, 2 et 3, que l'on désignera par la suite par le numéro de référence 123 appliqué à l'ensemble des trois sections ; de ces sections a la forme d'une hélice à une seule couche d'un conducteur électrique tubulaire 4 constitué par des tronçons de tuyau en cuivre 4a et une barre de cuivre 4b juxtaposée latéralement auxdits tronçons (figure 2a), la surface extérieure du tuyau, sur l'un de ses cotés, et une partie plate adjacente de la barre étant soudées l'une à l'autre par une matière de bra- sage 4c.
La surface extérieure du conducteur 4 est de préférence recouverte par deux couches d'un ruban isolant en fibres de verre et par une couche ex- térieure d'un vernis isolant 4d qui constitue une surface protectrice exté-
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rieure lisse pour le conducteur.
On donne à l'ensemble formé par le tuyau 4a et la barre 4b la forme d'une hélice en l'enroulant, tandis qu'il est chauffé, sur un mandrin cylindrique constitué par une barre pleine en acier;, afin d'être assuré que la forme de l'hélice subsistera sensiblement après refroidissement ultérieur et lorsqu'on la fera glisser en dehors du mandrin.
Il est préférable d'appliquer les couches de ruban et de vernis sur l'hélice une fois enroulée et enlevée du mandrin; on recourbe ensuite extérieurement les extrémités de chaque hélice ou bobine afin d'y raccorder les moyens d'arrivée du courant électrique et de l'eau de refroidissement, ainsi qu'on le verra par la suite.
On place ensuite les trois bobines ainsi formées et isolées, bout à bout sur un tuyau cylindrique quelque peu plus long, formé d'une couche cylindrique extérieure 5 en une matière isolante électriquement et calorifu- ge telle que du carton de fibres de verre, de la micanite ou du mica, toutes ces matières étant imperméables à l'humidité, et d'une couche tubulaire in- térieure ou de support constituée par un tuyau 6 en acier inoxydable, fendu longitudinalement en 6a (figure 2) de bout en bout; ainsi monté, l'ensemble de la bobine est prêt à être monté sur le bâti tubulaire de support représen- té sur la figure 3.
Le bâti comprend quatre tuyaux horizontaux parallèles, disposés en une paire de tuyaux supérieurs 17 et 18 et une paire de tuyaux inférieurs 15 et 16, dont chacun est fixé, par sa portion d'extrémité fermée 14, à l'in- térieur de chacun des coins formés par une paire de cornières en fer 27 et 28 disposées, selon un bâti de forme parallélépipédique.
Chacune des paires de bâti comprend quatre cornières soudées en- semble à leur point de rencontre et dont un rebord extérieur constitue un support sur lequel l'une des paires de plaques isolantes 7 d'extrémité peut être fixée au moyen de boulons 13 et 13a traversant ces plaques et des ouver- tures percées en regard dans les rebords radiaux respectifs 27a et 28a des bâtis 27 et 28.
Les paires superposées de tuyaux 17-15 et 18-16 sont reliées en- semble au moyen de tuyaux respectifs .23 et 24 (figure 2), le tuyau 23 appa- raissant mieux sur la figure 3.
Des tuyaux d'admission 19 et d'évacuation 20 se dirigent le bas à partir de tuyaux inférieurs 15 et 16 du bâti tubulaire. Des raccords 22 de tuyau font saillie à partir des tuyaux supérieurs 17 et 18 afin de permet- tre de les raccorder à des tuyaux souples qui seront décrits par la suite.
Chacune des plaques isolantes 7, qui sont de préférence en feuil- les de fibres de verre ou autre matière isolante équivalente, est percée en son centre d'une grande ouverture dont le diamètre n'est que de peu supérieur au diamètre extérieur des spires des bobines 1, 2 et 3, de sorte que plusieurs de ces plaques 7 peuvent être glissées sur les spires les plus extérieures des bobines respectives 1 et 3, et fixées au bâti tubulaire par les boulons 13 et 13a ci-dessus mentionnés.
L'ensemble de bobines 123 est empêché de se déplacer sous l'effet des vibrations longitudinales, qui prennent naissance lorsque les bobines sont excitées par un courant à fréquence relativement faible, par le bâti tubulaire rigide et les plaques épaisses fixées ses extrémités, et par des anneaux de serrage en acier 8 et 10, fendus en V et entre lesquelsest inter- posé un anneau 9 en matière isolante, un jeu de ces anneaux étant boulonné sur chacune des plaques 7 au moyen de boulons 12 et chacun de ces jeux se comportant comme un collier de renforcement des bobines qui portent contre lui, et servant également à protéger les spires extrêmes desdites bobines.
Les bobines 1, 2 et 3 peuvent être excitées électriquement par des courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres et dont chacun est'dérivé d'une source unique de courant électrique triphasé à haute
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tension, le courant étant habituellement fourni aux bobines sous une faible tension de 110 volts par exemple, au moyen de trois enroulements secondaires S-1, S-2 et S-3 d'un transformateur, ayant une borne N commune et une borne libre ou sous tension (voir figures 13 et 15).
Pour exciter chaque bobine, une bobine sous tension de l'un des trois enroulements secondaires est connectée une borne de la bobine, tan- dis que les bornes opposées de toutes les bobines, de préférence en des points extrêmes correspondants desdites bobines,sont interconnectées et de préfé- rence reliées à la borne N commune de retour des enroulements secondaires du transformateur de la source triphasée.
Afin de maintenir les bobines 1, 2 et 3 à une faible température et de localiser autant que possible la chaleur d'induction des bobines sur une billette ou autre pièce disposée à l'intérieur de leur compartiment de chauffage, lequel est défini par l'alésage du tube fendu 6, on fait circuler continuellement de l'eau que l'on amène par une série de tuyaux en caoutchouc 26 raccordés en 22 au tuyau d'admission 17 et qui circule à l'intérieur des tuyaux en cuivre 4a (figure 2a) lesquels constituent la plus grande partie des conducteurs en cuivre 4 d'une seule pièce avec eux.
L'eau de refroidissement est fournie aux raccords 22 à partir d'un élément de distribution convenablement placé, tel que le tuyau 17, auquel l'eau est amenée par le tuyau 19, le tuyau 23 et le conduit 24 à partir d'une source convenable d'alimentation en eau.
L'eau peut être introduite à l'intérieur de chaque bobine, ainsi que représenté, au moyen de raccords en T répartis sur la longueur de chaque bobine comme représenté sur la figure 1, sur laquelle on voit certains de ces raccords qui consistent en un raccord d'admission 30 dirigé vers l'exté- rieur à partir de la paroi extérieure 4e. du conducteur 4, et un tuyau souple 26 qui relie le tuyau 18 auxdits raccords 30. Comme représenté sur la figure 14, l'eau peut être évacuée à partir des deux extrémités dé chacune des bo- bines, soit par un tuyau commun d'évacuation tel que 17, soit par plusieurs tuyaux d'évacuation,tels que 17, soit par plusieurs tuyaux tels que 25, t-1, t-2, t-3, soit par la combinaison de ces divers moyens d'évacuation.
Quel que soit le mode de circulation de l'eau, il importe principalement de main- tenir une vitesse d'écoulement suffisamment rapide de l'eau de refroidisse- ment tout le long de l'ensemble des bobines, lorsqu'elles sont mises sous tension.
Les extrémités correspondantes t-1, t-2 et t-3 des bobines 1, 2 et 3 sont convenablement raccordées au tuyau horizontal supplémentaire 2 d'évacuation de l'eau qui, dans la portion voisine des bobines, est métalli- que, le raccord avec ce tuyau étant fait de manière à permettre l'écoulement de l'eau de refroidissement le long desdites extrémités des bobines et du tuyau 25, en même temps que d'assurer une connexion électrique desdits élé- ments avec ledit tuyau 25.
Comme représenté sur la figure 14, le tuyau 25 est de préférence électriquement connecté à une borne N commune à l'un des côtés des trois en- roulements secondaires du transformateur. On assure la connexion entre les extrémités respectives opposées t-1, t-2 et t-3 des bobines 1, 2 et 3 et la borne sous tension de chacun des trois enroulements secondaires du transfor- mateur au moyen d'une plaque relativement étroite, faite de préférence en une feuille de verre, sur laquelle on fixe une série de plaques de borne en cuivre, espacées les unes des autres, P-1, P-2 et P-3, et auxquelles on con- necte les extrémités correspondantes t-1, t-2, t-3 des bobines, de préféren- ce en brasant la surface latérale du conducteur creux 4, qui constitue les- dites extrémités, sur les plaques de cuivre respectives P-1, P-2.et P-3.
Des conducteurs électriques, partant de chaque borne sous tension des enroulements secondaires S-1,'S-2 et S-3, aboutissent respectivement aux plaques P-1, P-2 et P-3, et complètent les circuits électriques destinés à assurer l'excitation simultanée des bobines de chauffage 1, 2 et 3, par des courants dont chacun d'eux est déphasé par rapport aux deux autres.
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Les courants traversent les bobines de telle sorte que le couple électromagnétique ou de traction exercé sur la pièce métallique sur toute sa longueur et qui correspond 8 la longueur totale des trois bobines, exerce une force cumulative qui tend à expulser la pièce hors de l'extrémité d'éva- cuation du four; pendant le fonctionnement du four, on s'oppose à ce mouvement d'évacuation,de préférence de la manière qui sera décrite plus loin et selon laquelle une porte d'évacuation 52 ferme le trajet d'évacuation de la pièce.
Les courants d'eau divisés qui circulent dans les bobines sont de préférence fermés, de sorte que l'eau évacuée des bobines est ramenée par des conduits appropriés @ un échangeur commun de chaleur ou radiateur de refroidissement d'eau fonctionnant selon le principe connu de transfert de chaleur; la figure 2 représente en D, 26, K (de même que schématiquement sur la figure 14), les tuyaux en caoutchouc qui sont intercalés dans les conduits de circulation de l'eau en vue d'empêcher le courant en provenance des bobi- nes de passer dans les parties étrangères du système de refroidissement de l'eau.
La fente longitudinale 6a du tuyau d'acier 6 et les fentes pra- tiquées dans les anneaux en acier 8 et 10 empêchent sensiblement'la formation de circuits induits dans ce tuyau et ces anneaux et qui, sans cette précaution, provoqueraient leur échauffement et exposeraient le personnel aux dangers de brûlure, en même temps qu'ils réduiraient le rendement électro-thermique du four.
En plus des bobines chauffantes d'induction 1, 2 et 3 et du dis- positif auxiliaire de circulation d'eau de refroidissement ci-dessus décrits, le four comprend un appareil d'introduction des pièces à traiter, un mécanis- me d'évacuation desdites pièces, des dispositifs de mesure et de commande de la température, une porte du four, ainsi que d'autres dispositifs et méca- nismes de commande qui seront décrits ci-après.
L'appareil d'introduction des pièces utilisé pour des pièces de forme générale cylindrique, telles que des billettes d'aluminium représentées en 31 sur les figures 1, 4 et 9, comprend une rampe inclinée 32 qui peut avoir des largeurs grandement différentes et le long de laquelle les billettes peu- vent rouler sous la commande de cames de retenue ayant la forme de bras de leviers oscillants 33.
Les cames 33 sont calées sur un arbre à cames 33a qui peut tourner dans un sens ou dans l'autre d'un angle de 45 degrés environ, sous l'effet d'un effort de poussée, exercélongitudinalement par unbras latéral 36 d'une tige de piston 35 d'un moteur pneumatique 34 sur un bras de levier 37 fixé sur l'arbre 38, le mouvement alternatif de rotation de l'arbre 38 étant trans- mis à l'arbre 33.2,au moyen de pignons coniques 39 et 40, dont le dernier est calé sur une extrémité de l'arbre 33a.
Un ressort de rappel 45 dont l'extrémité mobile est fixée sur un levier 37, également calé sur l'arbre 38, assure le mouvement inverse de rotation des arbres 38 et 33a et de ses cames 33, en réponse à un mouvement longitudinal de retrait, dirigé en sens inverse, de la tige de piston 35 du moteur 34, lequel provoque le mouvement de retrait du bras 36 de la tige du pis- ton en l'écartant du bras de levier 37 calé sur l'arbre 38.
La figure 9 représente les positions occupées alternativement par les cames oscillantes 33 ; sur cette figure, les positions initiale et alternée d'une paire de billettes 31a et 31 ainsi que celle des quatre cames qui sont latéralement espacées et disposées en tandem en vue d'effectuer des mouvements analogues concurrents, sont représentées respectivement en traits pleins et en traits interrompus.
Les traits pleins de la figure 9 représentent une succession de billettes 31, disposées transversalement entre les ailes verticales latérales de cornières 39 dont les ailes horizontales supportent le plancher lisse in- cliné de la rampe 32, la billette qui se trouve le plus en avant et le plus bas .étant au contact des extrémités des bords antérieurs incurvés du bras
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le plus long 33b des cames 33, afin de s'opposer au mouvement de descente des billettes sous l'effet de la pesanteur.
Les traits interrompus de la figure 9 représentent la came 33 amenée sous l'action de l'arbre 33a dans une position qui, dans le sens dextrorsum, est de 45 degrés en avance par rapport à. celle représentée en trait plein, en vue d'abaisser son long bras 33b, en libérant,ainsi la bil- lette 31 située le plus en avant et qui roule le long du plancher de la rampe 32, ladite billette étant en outre au contact du bord antérieur 33d du bras court 33c de l'élément de came, en vue d'assurer le mouvement vers l'avant,sous l'action de la pesanteur, de ladite billette qui vient reposer contre les galets fous 41 de diamètre réduit en leur milieu.
Un bras de porte 52 permet ou empêche l'évacuation d'aune billet- te ,hors du compartiment de chauffage du four défini par le tuyau 6 de l'en- semble des bobines 123 ; ilcomprend de préférence deux moitiés supérieure et inférieure 7B et 7C représentées sur les figures 7, et réunies au moyen de boulons tels que 56 passant à travers des ouvertures 71 (figure 7B): ces deux moitiés constituant une pince de serrage permettant d'y fixer un thermo- couple 84 (figure 10).
Le bras de porte 52 comprend de préférence un moyeu 54 qui touril- lonne sur un prolongement 79 d'une tige de piston 53 d'un moteur pneumatique A (figure 6).
Le prolongement 79 présente une partie intermédiaire 79a de plus grand diamètre qui est reçue dans une portion agrandie de façon correspondan- te d'un trou transversal du moyeu 54. Une saillie 54a est formée à l'arrière du moyeu 54, et engagée entre deux surfaces-cames 52d supérieure et inférieure parallèles et espacées, formées sur un élément fixe 52' du bâti. Les surfaces 52d présentent des régions horizontales à leurs extrémités et des rampes in- termédiaires inclinées vers le haut.
Il résulte de.cette disposition que l'extrémité libre du bras 52 est soulevée ou abaissée pour chaque course de la tige de piston, respec- tivement vers la droite ou vers la gauche de la figure 7a, ledit bras pouvant osciller verticalement sur la portée 79a du prolongement 79 de la tige de piston.
Le bras 52 peut par conséquent occuper la position sensiblement horizontale de la figure 7 dans laquelle les extrémités les plus en avant des branches 62 du thermo-couple de l'ensemble 84 de thermo-couple qui est supporté par l'extrémité libre du bras 52, sont en contact avec l'extrémité d'une billette 31x qui,à ce moment, est supposée être en cours de chauffage.
L'ensemble 84 de thermo-couple comprend un élément 65 en forme de coupelle présentant une paroi de bout 66, et des parois latérales 67 dont les surfaces intérieures ont un contour de forme ovale telle qu'elles reçoi- vent à frottement dur les extrémités intérieures d'une paire de tubes en acier 57 disposés parallèlement au contact l'un de l'autre et qui sont insérés à force dans l'évidement de la coupelle défini par lesdites parois latérales, les extrémités intérieures de ces tubes butant contre la paroi de bout de l'é- videment de la coupelle ; lessurfaces en contact 57a des deux tubes 57 sont de préférence brasées ensemble avant d'introduire les tubes dans la coupelle 65.
Chacune des extrémités avant des tubes 57 contient un manchon isolant 59 en une feuille de fibres de verre, percée axialement et qui est maintenu en place par une vis de fixation 59'.
Un ressort hélicoïdal 58, entourant le milieu de chaque branche 62 est comprimé entre deux manchons 60 et 61 en feuilles de fibres de verre, dont les extrémités opposées de diamètre réduit sont contenues à l'intérieur des extrémités du ressort et dont les bases relativement plus larges sont respectivement au contact de la paroi de bout de l'évidement de la coupelle et de la face postérieure d'un collier 62b rigidement fixé sur la branche; ledit collier étant à son tour maintenu par l'extrémité intérieure du manchon
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isolant 59.
La partie antérieure de chacune des branches 62 qui sont dispo- sées à l'intérieur des -tubes respectifs 57 se termine par une pointe effilée 62a; chacune de ces branches passe vers l'arrière successivement dans les trous axiaux du manchon 59, du manchon 61 relativement libre, du manchon 60, puis travers une ouverture 66a de la paroi de bout de la coupelle, au delà de laquelle elle se prolonge vers l'arrière.
Un tube métallique 64 est fixé sur chacun des prolongements des branches 62 au moyen de vis de fixation 62d et l'extrémité d'un conducteur électrique 63 est fixée de façon analogue dans le trou axial du tube métal- lique 64, au moyen de vis 63d.
Les branches 62 sont disposées parallèlement vers l'extérieur, au delà des extrémités antérieures de leurs tubes respectifs 57, et leur es- pacement latéral, et plus particulièrement celui de leurs pointes 62a peut être choisi de préférence de l'ordre de 12,7 mm à 16 mm, leur longueur exté- rieure étant de l'ordre de 9,5 mm:
Chacune des branches 62, ainsi que le manchon isolant 61 qui lui est associé, peuvent effectuer un mouvement longitudinal alternatif comme une seule pièce, dans une direction s'opposant à l'action du ressort associé 58, et dans la direction opposée sous l'effet de la pression exercée par ledit ressort, le mouvement vers l'avant étant dans ce dernier cas arrêté du fait du contact du rebord latéral de la branche avec l'extrémité postérieu- re du manchon fixe 59 dans le trou axial duquel l'extrémité antérieure de la branche 62 peut coulisser dans les deux sens.
On peut assembler commodément le bras 52 de la porte, la tige 79, l'ensemble 84 du thermo-couple et une tige de butée 85, en plaçant la tige 79 dans la rainure transversale 54a de la partie formant moyeu de la moitié inférieure du bras, la partie 75a de plus grand diamètre s'ajustant à l'in- térieur d'une rainure concentrique 54b plus profonde .et plus étroite de ladite moitié de moyeu, puis en plaçant les tubes 57 du thermocouple dans les rai- nures transversales 72 et 73 de ladite moitié inférieure du bras et la tige de butée 85 dans des rainures 86 de cette dernière.
On place ensuite la moitié supérieure du bras sur la moitié infé- rieure, leurs rainures étant en prolongement vertical, puis on insère des boulons 56 à travers les séries de trous 71 en regard les uns des autres des deux moitiés du bras et l'on adapte sur les extrémités des boulons des écrous 71a qu'on visse fortement sur ces derniers de façon à terminer le montage.
On visse ensuite à fond en 76 l'extrémité filetée 77 de la tige 79 dans l'ex- trémité en forme de douille taraudée de la tige de piston 53 du moteur pneu- matique A, de sorte que la tige 79 de support de l'arbre 52, sur laquelle ce dernier est monté de façon à pouvoir osciller; puisse fonctionner en tant que prolongement oscillant de la tige 53 animée d'un mouvement longitudinal alternatif; on fixe la saillie ou doigt 54a sur la partie supérieure du bras 52 de toute manière convenable, par exemple en le soudant sur l'une ou l'au- tre des deux moitiés du bras.
Les extrémités.des deux moitiés du bras de porte 52 sont légèrement écartées de manière à conférer aux extrémités 70a et 70b du bras une certaine flexibilité, de sorte-que, lorsqu'on insère les boulons dans les paires d'ou- vertures en regard 71 et 71a, l'intervalle 70 puisse être réduit pour que les portions 70a et 70b du bras puissent serrer fortement entre elles les tubes parallèles 57 du thermo-couple 84 (figure 10) lorsqu'on place ces der- niers entre les mâchoires courbes 72 et 73 des moitiés respectives'du bras.
Le bras 52 de la figure 10 est représenté en position soulevée de retrait sur les figures 1, 4 et 7a et il est représenté en position abaissée et avan- cée de fonctionnement sur les figures 6 et 7.
Il résulte de la description qui précède et de l'examen des figu- res que le'bras 52 peut être amené soit en position de fonctionnement, soit en position de repos sous l'effet de mouvements longitudinaux de poussée et
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de recul du piston 53 et de la tige de piston 53 et des mouvements correspon- dants du bras portant la tige 79, de sorte que la saillie postérieure ou doigt de came 54a du bras se déplace sur les surfaces-cames 52d de l'une à l'autre des régions horizontales, en passant par les portions inclinées desdite's surfaces.
La position de fonctionnement du bras est modifiée lors- que le doigt 54a est au contact des surfaces de la région supérieure, de sorte que l'ensemble de thermo-couple de la figure 10, qui est porté par l'extrémité du bras s'abaisse et que ses branches 62a pénètrent dans la par- tie centrale de la face extérieure d'une billette chaude, comme représenté sur la figure 7, jusqu'à ce que l'extrémité libre de la tige 85 de butée de la porte, qui est portée par le bras 52, vienne au contact de ladite face, en limitant ainsi le degré de pénétration des pointes 62a des branches du thermo-couple dans la zone centrale de la face dela billette, de sorte que le thermo-couple prend la température de ladite zone.
Ainsi qu'il sera expliqué plus loin en détail, le mouvement vers l'avant et vers le bas du bras 52, vers sa position de fonctionnement de la figure 7, assure le contact du moyeu 54 de ce bras avec le levier de com- mande d'un interrupteur bipolaire DLS, de façon à ouvrir simultanément deux jeux de contacts normalement fermés. Un ressort 94 (figure 13) ramené les deux jeux de contacts à leur position normale de fermeture lorsque le bras 52 est retiré vers: l'arrière, dans sa position la plus haute.
Lorsqu'une billette dans le four a été chauffée à la température désirée et qu'elle exerce électromagnétiquement une pression considérable contre une saillie de porte 85 portée par le bras' 52, ladite saillie faisant obstacle à l'évacuation de la billette, il faut en premier lieu écarter le bras 52 du trajet d'évacuation de la billette avant que celle-ci puisse être évacuée et remplacée par une nouvelle billette froide.
A cet effet, l'opérateur actionne à la main un bouton-poussoir PB, le bras 52 étant simultanément soulevé et retiré du trajet de la billette chauffée par suite de l'excitation de la bobine d'un électro-aimant DO com- mandant un robinet V à quatre voies, de sorte que la pression de l'air est dirigée par ce robinet par un conduit 75 au moteur pneumatique A en vue de provoquer la poussée par ce dernier de son piston et de la tige de piston 53 vers la droite de la figure 1. Comme décrit précédemment, ce mouvement de la tige 53 déplace le bras 52 vers l'arrière et vers le haut, à partir de sa position de la figure 7, vers sa position de repos des figures 1, 4 et 6, le four étant fermé par d'autres moyens qui seront décrits par la suite.
Le robinet V de la figure 1 est du type bien connu à quatre voies, dans,lequel les éléments actifs du robinet et par suite le bras 52 peuvent être déplacés d'une première à une deuxième position de fonctionnement dans laquelle le bras 52 occupe la position des figures 1, 4 et 7a, par suite de l'excitation momentanée de l'électro-aimant DO, et reste dans cette deuxième position jusqu'à ce que, sous l'action d'une excitation momentanée d'un deuxiè- me électro-aimant DC,les éléments actifs du robinet soient ramenés dans leur première position ou ils restent jusqu'à ce que le premier électro-aimant soit de nouveau momentanément excité.
On effectue le renversement de position des éléments du robinet V en faisant passer de l'air comprimé du conduit 91 au conduit 75 pour déplacer le bras 52 vers sa position de fonctionnement de la figure 7, en excitant momentanément l'électro-aimant DC.
Un mouvement limité vers l'avant du bras 52, accompagnant le mou- vement vers l'avant du doigt 54a sur les surfaces supérieures de came 52b, amène les branches 62 du thermà-couple au contact de la zone centrale de la face de la billette chaude qui maintient immobiles lesdites branches, les manchons isolants 59 et 61 et les tubes 64 et les extrémités postérieures des branches, la compression des ressorts 58 séparant les tubes 64 les 'plus en arrière et les éléments qu'ils contiennent desdits éléments antérieurs du thermo-couple.
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La pénétration des pointes 62' des branches 62 du thermo-couple, qui sont faites de métaux différents possédant des propriétés thermo-électri- ques sensiblement différentes par rapport aux potentiels relatifs qui y sont induits, lorqu' elles viennent au con tact d'une billette chauff ée, en aluminium ou autre métal, crée dans l'une des branches un potentiel qui est positif par rapport au potentiel thermo-électrique de la billette, et, dans l'autre branche,' un potentiel négatif par rapport à ce dernier.
Selon le phénomène physique bien connu, la différence de potentiel s'accroît à mesure que la billette et les branches s'échauffent davantage et le potentiel ainsi. créé et qui est appliqué à un circuit électrique fermé comprenant lesdites branches et la billette, augmente de valeur, et un appa- reil tel que celui désigné en B indique la température de la billette aux pointes 62' des branches et comprend un moyen susceptible de fonctionner à une température maximum déterminée, afin d'assurer que la billette ne soit pas portée à une température supérieure à ce maximum.
On peut aussi indiquer à tout moment. la température d'une bille te en cours de chauffage dans le. four, par un index 81 actionné électriquement et qui est de préférence associé à un potentiomètre B à équilibrage- automati- que, du type bien connu fabriqué par la "Brown Instrument Company" et qui a pour but de régler la durée du chauffage de la billette, pour toute durée nécessaire à ce chauffage à une température maximum déterminée désirée, ledit instrument fonctionnant automatiquement pour empêcher le dépassement de cette température.
Le schéma de la figure ló représente les éléments principaux de l'instrument ou potentiomètre B, lequel comprend notamment une résistance SO en fil métallique disposé en arc de cercle et constituant une branche d'un pont de Wheatstone et qui peut être parcourue par un contacteur 81 se dépla- çant dans les deux sens sur cet arc de cercle, ladite résistance étant bran- chée aux bornes d'une batterie ordinaire 82 à faible potentiel.
Celui des deux conducteurs 63 qui portent des branches 62 du ther- mo-couple et qui a un potentiel relativement négatif par rapport à celui de la billette chauffée au contact de laquelle les branches du thermo-couple sont amenées, aboutit à la borne de la pile et l'extrémité de la résistance 80 qui sont à un potentiel négatif.
Le rectangle indiqué en CR par des traits interrompus sur.la fi- gure 16 représente un convertisseur du type vibratoire comprenant une bobine électro-magnétique EC qui est excitée de préférence par la même source 60 de courant périodique que celle qui est appliquée à un enroulement du moteur RO afin d'entraîner une armature 3 en vibration entre les pôles dits "nord" et "sud" d'un aimant permanent PM, la disposition étant telle que ladite ar- mature vient alternativement au contact de l'un ou l'autre de deux contacts électriques -si¯ou v.
Les contacts x etv sont connectés respectivement aux bornes op- posées de l'enroulement primaire divisé du transformateur it dont le point médian est connecté par un conducteur 63 à la branche relativement positive du thermo-couple 62'.
L'armature ± du convertisseur est connectée par un conducteur 93 ou contacteur coulissant 81 qui porte un index E qu'on peut faire tourner dans un sens ou dans l'autre en regard d'une échelle SC graduée en tempéra- tures. En fonctionnement, les conducteurs 63 et 93 conduisent vers les enroulements primaires du transformateur it un courant unidirectionnel ré- sultant d'une différence relative de potentiel continu qui leur est communi- quée à partir de la batterie 82 et des branches du thermo-couple, telle que modifiée par la position du contacteur le long de la résistance 80.
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Le circuit en pont de Wheatstone de la figure 16 constitue un moyen permettant d'équilibrer deux potentiels opposés de courant continu, représentés par celui qui est fourni par la batterie 82, de valeur constante, et celui fourni par le thermo-couple et dont le potentiel varie en fonction de la température de la billette avec laquelle il est en contact.
On réalise l'équilibrage de ces deux potentiels opposés en dépla- çant le contacteur 81, ce qui a lieu au moyen du moteur RO, vers un point intermédiaire de la résistance 80 pour lequel la chute de potentiel à travers ladite résistance est telle que le potentiel entre le contacteur E et le con- ducteur négatif 63 est égal à celui qui existe entre ledit contacteur E et la borne positive de la batterie 82, de sorte qu'il ne circule aucun courant dans les conducteurs 63 et 93 qui,sont connectés avec le convertisseur CR et le transformateur it.
Lorsque le potentiel qui existe entre les bornes du thermo-couple varie en fonction de la température des pointes 62a, le point d'équilibre du contacteur 81 le long de la résistance 80 se déplace en fonction de ces variations de température, afin d'amorcer une période de déséquilibre au cours de laquelle des impulsions de courant continu, qui peuvent être de,l'une ou l'autre polarité, sont transmises alternativement par les contacts du conver- tisseur à travers les deux parties de l'enroulement primaire du transformateur ces impulsions étant de l'une ou l'autre polarité selon que le potentiel relatif fourni par le thermo-couple, ou celui fourni par la batterie 82, pré- domine .
Le montage électrique du potentiomètre comprend la partie WB du pont de Wheatstone l'étage de conversion comprenant le convertisseur CR et le transformateur it, un appareil électronique d'amplification indiqué en VA, un appareil d'amplificateur d'énergie PA et le moteur d'équilibrage RO lequel, au moyen d'une transmission mécanique représentée symboliquement par les pi- gnons 84 et 92, assure le déplacement du contacteur 81 le long de la résistan- ce 80, en même temps que celui de l'index E, en regard de l'échelle thermo- métrique SC, dans l'un ou l'autre sens, selon le sens de rotation du moteur.
En résumé, la rotation du rotor du moteur RO dans l'un ou l'autre sens est assurée en dirigeant un premier passage de courant alternatif en provenance des conducteurs d'alimentation en courant alternatif, à travers un premier enroulement RO-1 d'une paire d'enroulements de champ du moteur, puis en dirigeant vers le deuxième enroulement par les conducteurs 101 un deuxième passage-de courant alternatif en provenance de l'extrémité de sor- tie de l'amplificateur PA, qui a la même période que celle du courant alter- natif d'alimentation mais qui provient des impulsions de courant continu et qui ont passé à travers les contacts x et y du convertisseur, puis successi- vement à travers le transformateur it et les amplificateurs VA et PA, la phase de ce second courant étant en avance ou en retard d'un maximum de 90 degrés par rapport à celle du premier,
le sens de rotation du rotor du moteur pouvant ainsi être inversé du fait du déphasage relatif et le moteur pouvant être arrêté lorsque le courant qui traverse le convertisseur CR est diminué pour atteindre une valeur négligeable lorsque le pont de Wheatstone est équi- libré.
Le circuit électronique assure le déphasage convenable du second courant alternatif qui traverse les conducteurs en vue d'entraîner le moteur dans le sens convenable pour placer le¯contacteur 80 et l'index E en position d'équilibre par l'intermédiaire de la transmission mécanique.
En se reportant de nouveau¯à la figure 16, une saillie radiale SOC d'un disque SO qui est monté coaxialement sur la face postérieure de la roue dentée 92 qui porte le contacteur 81 et l'index E, actionne une paire d'interrupteurs St et SZ à des moments différents, de façon à ménager un court- intervalle de temps au bout duquel, après qu'une billette a été portée à la
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température maximum désirée, sdn chauffage peut être interrompu puis repris avant que la billette ne soit refroidie au-dessous de ladite température maximum dans une mesure supérieure à celle admissible.
En supposant que le moteur RO ait fait tourner le contaoteur 80 et l'index E dans le sens sinistrorsum au cours du chauffage progressif de la billette 31 et amené les pointes 62a du thermô-couple dans une position d'équilibre dans laquelle le disque SO a amené sa saillie SOC à dévier suffi- samment la lame interposée de l'interrupteur St pour amener les contacts de ce dernier à se fermer, le courant amené par des conducteurs d'alimentation N-2 et N-3 passe à travers l'enroulement du relais BR en passant par ces con- tacts alors fermés, les contacts normalement fermés D2 d'un relais D, repré- senté sur la figure 13, en vue d'actionner le relais BR, lequel ferme ses contacts a normalement ouverts et ouvre ses contacts normalement fermés b (figure 13).
La fermeture des contacts a bloque le relais BR, c'est-à-dire maintient son excitation, via les contacts normalement fermés de l'interrup- teur Sx, jusqu'à ce que le renversement du sens de rotation (dans le sens dextrorsum) du disque SO amène la saillie SOC à venir au contact de la lame de l'interrupteur Sx et ouvre ses contacts, sur quoi le circuit de blocage de l'enroulement du relais BR, qui comprenait initialement les contacts de l'interrupteur Sx, est ouvert, le relais BR est désexcité et ses jeux de con- tacts ramenés à leur position normale représentée.
Etant donné que les contacts b normalement fermés du relais BR (voir aussi la figure 13) sont connectés en série dans le circuit d'excita- tion d'un grand relais PCR qui, au moyen d'un jeu de contacts PCR-1 normale- ment fermés, commande l'excitation de l'électro-aimant ML qui actionne les trois jeux d'interrupteurs à mercure compris dans les conducteurs triphasés Ll, L2 et L3 qui aboutissent aux enroulements primaires du transformateur triphasé 3T, dont les secondaires fournissent le courant de chauffage aux trois bobines d'induction 1, 2 et 3, il est évident qué, lorsque le relais BR est excité comme décrit, ses contacts coupent en b le circuit d'excitation du relais PCR, en arrêtant ainsi le chauffage de la billette.
Toutefois, étant donné que le relais BR peut, peu de temps après qu'il a été excité par la fermeture des contacts de l'interrupteur St, être désexcité par suite d'un léger refroidissement de la billette, la rotation en sens inverse ou dextrorsum du rotor du moteur RO qui assure l'inversion du sens de rotation du disque SO en vue de l'amener à interrompre le circuit décrit de blocage du relais BR, referme les contacts b de ce relais en vue de réexciter le relais PGR; le courant de chauffage des trois bobines est ainsi rétabli et réchauffe la billette qui s'était légèrement refroidie, le cycle des réchauffages et refroidissements successifs se reproduisant dans une gamme peu étendue de températures élevées, de façon à maintenir la bil- lette à la température maximum désirée, ou à son voisinage, jusqu'à ce que l'opérateur interrompe ce cycle.
Les lames des interrupteurs St et Sx sont respectivement fixées aux différents points S qui désignent un élément de support des lames et, afin de permettre de régler séparément les positions de l'extrémité de ces lames retournée pour être attaquée par une came, on supposera que ces élé- ments S sont montés sur une lame qui peut tourner de façon réglable autour de l'axe de SO et que les éléments S individuels peuvent être réglés séparé- ment sur la lame réglable, de façon à modifier l'écartement entre leurs extrémités retournées.
Ordinairement, lorsque les billettes sont en une matière telle que leur température maximum de chauffage soit de l'ordre de 825 C, l'écar- tement entre les lames des deux interrupteurs doit être réglé de manière telle que la chute de température de la billette entre la réouverture du contact St et l'ouverture ultérieure des contacts Sx représente une différence de température de la billette n'exécant pas 30 C. On peut augmenter ou diminuer cette marge en réglant la position relative des éléments S.
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Néanmoins, l'attention de l'opération est attirée par la position de l'index E du potentiomètre qui lui fournit une indication l'informant qu'il doit procéder à l'enlèvement de la billette hors du four.
A la suite de cet avertissement, l'opérateur manoeuvre le bouton- poussoir PB en vue d'exciter l'électro-aimant DO de la paire d'électro-aimants DO et DC, dont.le premier commande le réglage du robinet V à quatre voies afin de diriger'de l'air comprimé par le conduit 75 vers le cylindre du moteur pneumatique A, pour faire avancer son piston vers la droite de la figure 1, ce qui déplace le bras 52 de la porte également vers la droite, vers l'exté- rieur et vers le haut, en dehors du trajet d'évacuation de la billette chaude qu'il convient maintenant de décharger.
Le mouvement initial vers l'extérieur du bras 52 permet au ressort 94 de fermer immédiatement le jeu de contacts DLS-1 de l'interrupteur-limite DLS, qui avaient précédemment été forcés de s'ouvrir lors de la fermeture de la porte; étant donné par ailleurs que ces contacts sont connectés en série dans le circuit de l'enroulement du relais D, ils sont amenés maintenant dans la position de réglage opposée à celle qui est représentée.
Les contacts D-1 de ce relais D sont alors ouverts et, étant don- né qu'ils sont connectés en série dans le circuit du relais PCR, ce dernier est désexcité et interrompt l'arrivée du courant d'excitation aux bobines 1, 2 et 3 du four.
Une deuxième série de contacts DLS-2 normalement fermés de l'in- terrupteur DLS, court-circuite normalement les conducteurs 63 qui connectent le thermo-couple au potentiomètre B, et constitue un moyen de ramener l'indi- cation de ce dernier au zéro lorsque la porte du four est ouverte ou retirée.
Après que l'opérateur a actionné le bouton-poussoir PB un certain temps après que l'interrupteur St a été fermé du fait que la roue dentée 92 du potentiomètre et le disque 50 sont arrivés à la position d'équilibre et que le relais BR a été excité via les contacts dudit interrupteur St et blo- qué par un circuit comprenant les contacts de l'interrupteur Sx, le relais se trouve alors désexcité et son circuit de blocage est coupé aux contacts D2 lorsque le relais D est excité, comme décrit ci-dessus.
Il résulte de ce qui précède que le relais BR est ramené à sa position normale, prêt à fonctionner en vue du chauffage de la billette sui- vanteà introduire dans le four.
A la suite de l'ouverture de la porte 52 du four, la billette chauffée est évacuée du fait de l'introduction dans l'extrémité d'entrée du four d'une billette froide, et elle est entraînée par des galets 47 qui peuvent être entraînés constamment en rotation ou seulement à volonté par la ferme- ture d'un interrupteur bipolaire CS, pour exciter le moteur M qui entraîne ces galets par l'intermédiaire de la boîte de vitesses RG, de l'arbre 48, des pignons de chaîne 51 et des chaînes 49, la billette chauffée et évacuée étant ensuite amenée d'une façon convenable quelconque aux matrices de forgea- ge (non représentées) en vue de son traitement ultérieur.
L'opération d'alimentation est mise en route au moment où les bobines 1, 2 et 3 sont désexcitées, par le mouvement de retrait du bras 36 en réponse à un mouvement correspondant de poussée'du piston 43 du moteur pneumatique sous l'action de l'air comprimé admis par le conduit 42 à l'ex- trémité de droite opposée du cylindre 34 du moteur (figure 1); ce mouvement du bras 36 l'amène au contact du.bras de levier 37 pour faire tourner l'arbre 38 et, par suite, faire tourner la came 33, comme décrit plus haut.
Le mouvement inverse de la tige du piston sous l'action de l'air comprimé admis par le conduit 44 dans l'extrémité de gauche du cylindre, écarte le bras 36 du bras de levier 37 que le ressort 45 rappelle alors en vue de ramener la came 33 à la position en trait plein de la figure 9. Dans cette position, le bras 33b le plus long de la came 33 vient au contact de la bil- lette suivante 31a qui,avait auparavant avancé à la position représentée en traits interrompus sur .la figure 9 et qui est libérée maintenant de façon à pouvoir descendre pour venir occuper la position représentée en trait plein;
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dans laquelle le bras 33b l'empêche de descendre plus bas.
Entretemps, le piston 43 du moteur 34, en continuant son mouvement vers la droite, déplace la tige de piston 35 dans le même sens et rapproche par suite le bras de poussée 50 de l'ensemble des bobines 123; la tige de poussée 46 fixée rigidement sur l'extrémité du bras 36, avance également pour venir au contact de la portion centrale de la billette 31 précédemment dépo- sée sur les galets 41, en attente d'être chauffée ; cette billette avance donc pour venir au contact de la portion centrale de l'extrémité de la billette 31 précédemment déposée sur les galets 41, en attente d'être chauffée, et ladite billette est poussée vers l'avant jusqu'à ce qu'elle occupe à l'intérieur des bobines 123 une position sensiblement en regard de ces dernières.
Dans le cas où une billette 31x précédente et convenablement chauf- fée se trouverait à l'intérieur d'une partie quelconque du compartiment de chauffage compris à l'intérieur des bobines, au moment où la billette froide 31 ci-dessus pénètre à l'intérieur des dites bobines, la face antérieure de la billette froide vient au contact de la face postérieure de la billette chaude et, par suite de l'effort de poussée communiqué par la tige 46, la billette chaude est poussée en avant et en dehors du four, pour tomber sur des galets transporteurs coniques 47.
Pour faciliter l'enlèvement continu des billettes chauffées, ces galets 47, qui sont disposés par paires successives écartées, les galets de chaque paire étant latéralement espacés sur un arbre rotatif 50, sont entraî- nés par une série de ces arbres 50, lesquels à leur tour sont entraînés par le moteur électrique M par l'intermédiaire d'une transmission de démultipli- cation Rb, de l'arbre moteur 48, des chaînes 49 et des pignons de chaîne 51, ledit moteur pouvant être commandé par la fermeture d'un interrupteur bipo- laire OS (figure 13).
Les galets 47 ont la forme de pignons coniques dont les dents serrent par effet de friction la billette chaude et la tirent hors du four, en la faisant avancer vers un point de déchargement situé au delà de la série des paires de galets et à partir duquel les billettes chaudes peuvent en outre être amenées de toute façon convenable vers un emplacement de trai- tement ultérieur, tel par exemple qu'un traitement de forgeage, de tréfilage ou de laminage.
Lorsque le relais D est excité, à la suite du mouvement initial d'ouverture de la porte du four, comme décrit plus haut, un courant d'exci- tation d'un électro-aimant L est préparé par la fermeture des contacts d'un interrupteur BLS, ces contacts étant fermés pendant l'intervalle de temps nécessaire au passage des billettes chauffées évacuées en regard et au contact d'un levier de commande LS dudit interrupteur.
L'excitation de l'électro-aimant L actionne un mécanisme de ro- binet (figure;!) et dirige de l'air comprimé par un conduit 42 dans l'extré- mité de gauche du cylindre du moteur pneumatique 34 afin de déplacer son piston 43 vers la droite ; suite, la tige de piston 35 et la tige de pous- sée 46 portée par le bras 36 fixé sur la tige 35 se déplacent dans le même sens de façon à amener l'extrémité de la tige 46 au contact de la billette 31 en attente et qui avait été déposée préalablement sur les galets 41, comme décrit plus haut, et à pousser la billette dans le four. Au cours de l'intro- duction de celle-ci, son extrémité antérieure vient au contact de la billette chauffée qu'elle pousse en dehors du four de façon à la faire tomber sur les galets transporteurs 47.
Après que la billette chauffée a quitté le four, l'élément actif de l'interrupteur à déclenchement BLS est momentanément au contact de la bil- lette et ferme une paire de contacts d'un circuit d'excitation de l'électro- aimant DC qui, en coopération avec l'électro-aimant DO, est également asso- cié au robinet V à 4 voies ;
étant donné que ledit circuit d'excitation com- prend les contacts maintenant fermés du relais PCR maintenant désexcité, l'électro-aimant DC provoque le passage de l'air comprimé à travers le robi- net V et, par le conduit 34, dans l'extrémité de droite du cylindre du moteur
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à air A (figure 1), de façon à provoquer le mouvement vers l'avant et vers le bas du bras 52 de la porte en vue de fermer l'ouverture d'évacuation du four, à la droite de ce dernier, et à amener les pointes 62a du thermo-couple au contact de la billette froide nouvellement introduite dans le four.
Lorsque.le bras 52 est ramené à la position de fermeture de la fi- gure 7, sous l'action de l'interrupteur BLS, ce bras vient au contact de l'é- lémént actif de l'interrupteur pour rouvrir ses contacts; à leur tour, ces contacts ouverts coupent le circuit du relais D de façon à ramener ses jeux de contacts à la position de la figure 13, sur quoi la fermeture des contacts
Dl du relais D complète le circuit d' excitation du relais PCR qui, en fermant , ses contacts PCR-1, excite l'électro-aimant ML en vue de provoquer par l'in- @ termédiaire des interrupteurs à mercure MS le rétablissement du courant d'a- limentation aux bobines 1, 2 et 3, comme décrit plus haut ;
nouvelle bil- lette se chauffe donc et le potentiomètre des figures 16 et 16a fonctionne comme décrit plus haut.
Il est prévu un relais PT, comprenant un jeu unique de contacts normalement ouverts et pouvant être excité par des jeux de contact TS, PS et TC convenablement.connectés en série et qui tous sont convenablement fer- més tout au long du fonctionnement du four, chacun de ces jeux de contacts, lorsqu'il est ouvert,, interrompant le circuit du relais PT, dont les contacts sont ainsi ouverts et interrompent le circuit d'excitation du relais PCR.
Les contacts PCR-1 sont alors ouverts pour interrompre en MS, du fait de la désexcitation de l'électro-aimant ML, l'arrivée du courant d'alimentation aux bobines,et par suite le chauffage du four.
La figure 13 représente schématiquement certains des éléments de type connu d'un mécanisme à temps qui est utilisé de préférence pour em- pêcher une surchauffe d'une billette, dans le cas où l'appareil B n'assure- rait pas convenablement le réglage du chauffage.
Ce mécanisme à temps est supposé ici être du type vendu par la "Eagle Signal Corporation" de Moline, Illinois, et il est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2.185.865 du 10 octobre 1939.
Les éléments de ce mécanisme qui sont représentés sur la figure
13,consistent en un moteur synchrone TM, un électro-aimant d'embrayage C, une série de jeux de contacts qui comprennent le jeu T, un embrayage CL ac- tionné par l'électro-aimant C en vue de transmettre la puissance de l'arbre du moteur à l'arbre supérieur à cames, par l'intermédiaire d'engrenages de démultiplication TRT, et une barre de levage LB; pouvant être actionnée par l'électro-aimant afin de placer les jeux de contacts en position d'être ac- tionnés par les cames TSC calées sur ledit arbre à cames et d'effectuer en même temps la fermeture initiale des contacts T, ces derniers étant réouverts par la came TSC à la fin de la période différée qui avait commencé lors de l'excitation du relais PCR.
L'électro-aimant de l'embrayage est désexcité, les cames et un index indicateur du temps écoulé (non représenté) sont ramenés à leur posi- tion normale par un ressort SG, le moteur étant alors arrêté. Le jeu de con- tacts T est fermé par le mécanisme à temps lorsque, après que le circuit du moteur a été fermé par la fermeture des contacts normalement ouverts du relais PCR, le circuit de l'électro-aimant C est fermé parlrefermeture des contacts D-2 normalement fermés du relais D, laquelle se produit lorsque l'interrupteur DLS est actionné par le mouvement du bras 52 vers sa position active de la figure 7, en vue d'ouvrir ses contacts DLS-1, lesquels sont con- nectés dans le circuit d'excitation dudit relais D.
Le circuit de l'électro-aimant d'embrayage C étant fermé, au dé- but d'une période de chauffage d'une billette, ledit embrayage transmet le mouvement de l'arbre du moteur à l'arbre à cames qui tourne pour ouvrir le jeu de contacts T, après une période qui est sensiblement plus longue que celle qui est nécessaire pour permettre le chauffage convenable d'une billet- te,mais plus courte que celle qui correspondrait à une.température voisine de celle de la fusion.
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En général, en liaison avec le circuit de la figure 13, le moteur synchrone TM est excité par le courant qui lui est fourni en réponse à la fermeture du jeu de contacts PCR-3 lorsque le relais PCR est excité en vue de mettre en route le chauffage d'une billette.
De même, lorsque le bras 52 de la porte du four est en position d'obstruction de la pièce'et que les contacts normalement fermés du jeu D-4 du relais D' sont par suite ouverts, du fait que les contacts DLS-1 de l'in- terrupteur DLS de la porte sont ouverts, le courant est fourni via le Jeu de contacts D-4 à l'électro-aimant de l'embrayage qui ferme les contacts de commande T du mécanisme à temps, cette fermeture étant maintenue pendant une durée prédéterminée jusqu'au moment où une came TSC actionnée par le moteur provoque la réouverture des contacts T;
comme on le voit sur la figure 13, l'ouverture de ces contacts coupe le circuit du relais PCR et met fin au chauffage de la billette du fait de l'ouverture des interrupteurs à mercure MS en réponse à l'ouverture des contacts PCR-1 du relais PCR et à la désexci- tation consécutive de l'électro-aimant ML de commande de ces interrupteurs.
L'ouverture du circuit de l'électro-aimant C de l'embrayage du fait de l'excitation du relais D lorsque la porte du four est ouverte, permet au ressort SG de ramener l'embrayage et les contacts du mécanisme à temps, en même temps que l'index TP, à leurs positions normales.
Le mécanisme à temps n'est pas indispensable au fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus et il peut être supprimé ; dans ce cas; les contacts T ne sont pas interposés dans le circuit d'excitation du relais PCR; toutefois, ce mécanisme constitue @'un dispositif supplémentaire de sé- curité permettant d'avoir l'assurance qu'à la fin d'une période prédéterminée, à ne pas dépasser, il sera à même de provoquer la coupure du courant d'ali- mentation aux bobines du four dans le cas où l'opérateur ou l'interrupteur St du potentiomètre ne procéderaient pas en temps utile à cette coupure.
Le chauffage au delà de cette période est dangereux car il peut provoquer la fusion de la billette et entraîner par conséquent des avaries aux divers éléments du four.
Un relais PT, dont le circuit comprend les jeux de contacts TC, PS et TS en série, est excité en vue de fermer son jeu unique de contacts dans le circuit d'excitation du relais PCR lorsque tous les jeux susdits de con- tacts sont fermés. Le relais PCR reçoit le courant d'excitation via les con- tacts du relais PT et par suite si l'un des jeux de contacts TS, PS ou TS est ouvert,les relais PT et PCR sont désexcités, de sorte que les bobines 1, 2 et 3 ne peuvent être excitées.
Les contacts TS sont ouverts, lorsque la température de l'eau est trop élevée ou trop faible, sous l'action d'un dispositif à thermostat TSB qui fonctionne sous l'effet de la dilatation ou de la contraction d'une co- lonne d'un liquide très dilatable, en réponse à la température d'un bulbe BU exposé au courant d'eau froide évacuée des bobines 1, 2-et 3 ; de même, les contacts PS sont ouverts lorsque l'eau est fournie à ces bobines sous une pression trop faible, et les contacts TC sont ouverts lorsque des portes qui permettent l'accès au transformateur électrique ou autres appareils dangereux sont ouvertes. En tout cas, l'ouverture de l'un des contacts TC, DS ou TS désexcite le relais PT, ainsi que le relais PCR, en rendant ainsi impossible le fonctionnement du four, jusqu'à ce que la cause fortuite qui a provoqué cette ouverture des contacts soit éliminée.
Les relais tels que D, PT et PCR peuvent être du type à électro- aimant, de même, et de préférence, que les relais DO, DC et L qui actionnent le robinet V.
Le robinet V commandé par l'électro-aimant L est muni d'un res- sort de rappel qui le ramène à sa position initiale en réponse à la désexci- tation de l'électro-aimant. Chacun des électro-aimants DO et DC, lorsqu'il est excité, déplace le robinet vers une de ses positions de réglage et ce robinet ne peut être ramené à sa position initiale que par la désexcitation de l'électro-aimant précédemment excité et en réponse à l'excitation de l'au-
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tre de ces électro-aimants.
En se reportant de nouveau à la figure 13, CS et ST désignent des interrupteurs commandés à la main et qui peuvent être actionnés respec= tivement pour fournir le courant alternatif d'alimentation du moteur M de commande du transporteur d'évacuation des billettes, ainsi qu'aux appareils de circuit qui prélèvent leur courant sur le conducteur d'alimentation N-2 comprenant'le circuit d'excitation du relais BR.
L'interrupteur ST'est destiné à être manoeuvré lorsqu'on désire mettre en marche le dispositif électrique des figures 13 et 16, c'est-à-dire pour le fonctionnement du four, tandis que l'interrupteur CS n'est manoeuvré que pour entraîner le moteur M. Ces deux interrupteurs sont d'un type quel- conque à blocage dans les deux sens.
La longue ligne tracée en pointillés sur la figure 13 entre les contacts inférieurs T, qui sont reproduits à la partie supérieure de la.figure, signifie que les deux représentations de ces contacts se rapportent à la même paire de contacts du mécanisme à temps, tandis que les lignes en pointillés qui, sur la figure 15, divergent du cercle ML, s'étendent d'un électro-aimant, représenté ici par le cercle, à des paires de contacts d'interrupteurs à mer- cure MS reprosuites en triple et qui sont actionnés par l'électro-aimant ML, représenté conventionnellement sur la figure 13
Sur la figure 16, Ct désigne un thermo-couple à "soudure froide" qui est relié en série dans un circuit comprenant les branches 62 du thermo- couple, avec son potentiel opposé à ce dernier, et qui fonctionne selon le principe bien connu des thermo-couples,
son potentiel étant établi par les températures ambiantes ; les contacts DLS-2 sont de préférence destinés à court-circuiter à la fois les thermo-couples 84 et Ct reliés en série.
Le symbole A.C sur les figures 13 et 16 désigne une source de courant monophasé à 60 périodes que l'on utilise pour exciter les instruments électriques auxquels sont reliés les conducteurs des circuits. Cette source de courant est de préférence entièrement indépendante de celle prélevée sur le transformateur 3T de la figure 13.
Certains des appareils tels que le relais BR et les contacts d'in- terrupteur DLS-2 de la figure 16, sont reproduits plus ou moins complètement sur la. figure 13, de sorte qu'il est facile de combiner les parties de ces deux figures.
La liaison mécanique représentée sur la figure 12 a pour but de réaliser une certaine course à vide entre la tige de piston 35 du moteur pneu- matique 43 et la tige 46 de la poussée des billettes, en vue d'assurer à ces éléments un fonctionnement plus souple.
Naturellement, le mode de réalisetion de l'appareil qui vient d'être décrit est susceptible de recevoir des variantes qui rentrent toutes dans le cadre et l'esprit de l'invention.