Brevet FR2008338A1 — publié le 19700116

Là présente invention concerna le domaine de la micrométallur-gie, et en particulier les installations pour la coulée: d'un mi-crofil isolé au verre à partir de la phase liquide de métaux, d'alliages ou de matériaux semi-conducteurs. 5 On connaît des installations pour couler des microfils isolés au verre, comportant un oscillateur haute fréquence de chauffage par induction à système oscillant réparti en deux circuits oscillants autonomes dont la puissance est transmise à des inducteurs haute fréquence, qui assurent le processus technologique de la 10 coulée des microfils. Les inconvénients principaux des installations existantes sont : la forte influence réciproque des régimes énergétiques d® fonctionnement des circuits oscillants (et par conséquence des régimes de fonctionnement des inducteurs haute fréquence) d'où il 15 résulte que lorsqu'on produit simultanément des mierofils dans les inducteurs, les paramètres géométriques et électrOphysiques des fils s'avèrent instables, et d'autre part, l'impossibilité de régler indépendamment les régimes énergétiques des circuits oscillants, ce qui ne permet pas d'obtenir simultanément dans les in-20 dueteurs des mierofils sn matériaux différents et possédant des paramètres géométriques, électriques et physiques différents. La présente invention vise à éliminer les inconvénients susmentionnés, et à réaliser Une installation pour la coulée des mierofils avec isolation au verre au moyen d'un inducteur haute 25 fréquence, dent le système oscillant comporte au moins deux circuits oscillants autonomes assurant un réglage indépendant de leurs régimes énergétiques. L'installation selon l'invention pour la coulée des microfils isolés au verre effectuée à l'aide d'un inducteur haute fréquence, 30 dont le système oscillant sst constitué par au moins deux circuits oscillants avec une stabilisation de la tension dans ceux-ci, est caractérisés en ce que chaque circuit oscillant comporte un élément de réglage dé l'impédance équivalente du circuit oscillant et un élément couplé au précédent en synchronisme pour stabiliser la 35 fréquence du circuit oscillant. Il est rationnel de réaliser l'élément de réglage de l'impédance équivalente du circuit oscillant et de l'élément de stabilisation de la fréquence propre du circuit oscillant qui lui est couplé en synchronisme sous la forme d'une bobine à inductance varia-40 ble et d'un condensateur à capacité variable dont les parties mo 69 15279 2 2008338 biles sont accouplées mécaniquement,. Il est également rationnel que l'élément de stabilisation de la fréquence propre du circuit oscillant et l'élément faisant varier l'impédance équivalente du circuit oscillant qui lui est cou-5 plé en synchronisme soient réalisés sous ferme de bobines à inductance variable avec des contacts mobiles montées en série avec les éléments du circuit oscillant indiqué, tandis que leurs contacts mobiles sont accouplés mécaniquement entre eux. L'installation, proposée est universelle, très efficace au 10 point de vue- technique et économique et bénéficie d'une série d'avantages en comparaison avec les installations existantes comportant des systèmes oscillants se composant soit d'un, soit de deux circuits oscillants. L'installation permet la coulée simultanée soit de plusieurs 15 ïflier-ofîls (selon le nombre de eirouits oscillants), soit dfun seul (en cas de débranchement ou de défaut des autres circuits oscil- -i. Ci LiAv '} a Ceci augmente considérablement la fiabilité de fonctionnement de l'installation et permet d'avoir en réserve dans le système des 20 olrouîts oscillants. L'indépendance des régiaes énergétiques des circuits oscillants permet de couler siuiultanéinen t "au moins deux microfils avec des paramètres identiques et stables. L'installât ion q.3 sure le réglage progressif et indépendant 25 des régimes énergétiques des cîïuiiîts oscillants dans des limites ' allant de 50 à 100$ de la valeur noaînale de la puissance, se qui permet d'obtenir simultanément des aierofîls en matériaux divers avee des paramètres géométriques, électriques et physiques différents „ J0 Leinstallation n'est pas sensible aux écarts de tension du secteur se situant entre +15 et -15$ et assure la stabilisation des tensions d'alimentation des inducteurs avec une précision de + 1%. On prévoit dans l'installation un réglage manuel progressif de la puissance du système oscillant allant de 0 à 100# de la va-35 leur nominale, ce qui permet de préétablir la puissance en.fonction du point de fusion du matériau formant l'âme conductrice du micro-fil. L'efficacité économique de l'installation s'exprime par un accroissement très sensible de la quantité de microfiB de haute 40 qualité produite, par une économie d'énergie électrique et la pos- ^ORIGINAL 69 15279 3 2008338 sibilité d'obtenir simultanément sur la même installation une variété très large de microfils. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront de la description qui va suivre. 5 Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la Pig. 1 représente le schéma fonctionnel de l'installation selon l'invention ; la Fig. 2 est un schéma électrique de principe de l'un des circuits oscillants du système avec une bobine mobile dans le cir-10 cuit oscillant, utilisée comme élément de réglage de l'impédance équivalente /assuran^fa1 Stabilité de la fréquence propre réalisé sous forme d'un condensateur à capacité variable ; la Fig. 3 représente la réalisation d'un circuit oscillant selon le schéma électrique de la Fig. 2 j 15 la Fig. 4 est un schéma électrique de principe d'un circuit oscillant du système, dans lequel on utilise pour les deux éléments deux bobines à inductance variable couplées en série l'une à l'autre et aux éléments du circuit oscillant ; la Fig. 5 représente la réalisation d'un circuit oscillant se-20 ion le schéma électrique de la Fig. 4. L'installation pour la coulée de microfils avec isolation au verre comporte un élément non linéaire 1 (Fig.l) avec des circuits de contre-réaction raccordé électriquement à un système oscillant 2. Le système 2 comporte deux circuits oscillants autonomes 3 et 25 4 ; un dispositif 5 de stabilisation de la tension U au système oscillant 2 agit sur un redresseur haute tension 6 commandé. Les circuits oscillants J> et b sont couplés en parallèle et raccordés à l'élément non linéaire 1 au moyen d'un câble coaxial 7. La fréquence propre de chacun des circuits oscillants et 4 30 et de tout le système oscillant 2 est la même ; c'est pourquoi, quand le nombre de circuits oscillants branchés simultanément est modifié, la fréquence propre du système oscillant, et par conséquent la fréquence engendrée, ne varient pas. Chacun des circuits oscillants comporte un élément 8 de ré-35 glage de l'impédance équivalente de chacun des circuits oscillants et, par conséquent, du régime énergétique de fonctionnement des circuits oscillants, et un élément 9 de stabilisation de la fréquence propre du circuit oscillant, qui maintient constante la fréquence propre des circuits oscillants et du système oscillant 40 entier 2. 69 15279 4 2008338 Les éléments 8 et 9/raccordés l'un à l'autre en synchronisme. Les oscillations haute fréquence engendrées par le système 2 sont transmises aux circuits de sortie qui se composent de bobines 10 à spire unique qui ont un couplage inductif avec les bo*-5 bines 11 des circuits oscillants et sont connectées en série avec des inducteurs de fusion 12. Quand la tension U au système oscillant 2 est stabilisée, la modification de l'impédance équivalente de l'un des circuits oscillants provoque la modification du courant dans ce circuit et, par conséquent, du régime de fonctionne-10 ment de l'inducteur haute fréquence 12 correspondant ; le courant total alimentant le système oscillant varie alors aussi. Cependant, grâce à la valeur constante de la tension U, les régimes des autres circuits oscillants ne sont pas modifiés si leurs impédances équivalentes restent les mêmes. 15 L'impédance équivalente du circuit oscillant est réglée au moyen de l'élément 8, et comme de ce fait la fréquence propre du circuit oscillant (et par conséquent, la fréquence engendrée) varie, on enclenche en synchronisme avec l'élément 8 l'élément 9., qui maintient constante la fréquence propre des circuits oscillants 20 lorsque l'impédance équivalente varie. La Fig. 2 représente le schéma et la Fig. 3 la réalisation de la première variante d'un circuit oscillant (les circuit? «.«='»■»Triants- 3 et 4 sont identiques). Comme éléments 8 réglant l'impédance équivalente du circuit oscillant on utilise une bobine 13 de 25 circuit oscillant, qui est mobile par rapport à la bobine de sortie 10 à spire unique. Lorsqu'on écarte la bobine 13 de la bobine 10, le couplage magnétique entre elles diminue et, par conséquent, l'énergie transmise à la bobine 10 diminue également ; par ailleurs, en rai-30 son de la modification de la résistance active, introduite par le circuit de sortie dans le circuit oscillant, l'impédance équivalente du circuit oscillant diminue aussi. D'autre part, en raison de la diminution de l'influence démagnétisante de la bobine de sortie 10, l'inductance de la bobine 35 13 du circuit oscillant augmente. Pour maintenir à un niveau constant la fréquence propre du circuit oscillant, la bobine mobile 13 est rendue solidaire des armatures mobiles d'un condensateur 14 à capacité variable, qui est branché en parallèle avec le circuit oscillant. Lorsque la 40 bobine 13 est écartée de la bobine 10, la capacité du condensateur- 69 15279 5 2008338 14 est modifiée en synchronisme selon la loi appropriée, de sorte que la fréquence propre du circuit oscillant reste invariable. Le condensateur 14 est 1'élément qui maintient la fréquence propre du circuit oscillant (sur la Fig. 1, l'élément 9); 5 La Fîg. 4 représente le schéma électrique et la Fig. 5 la réalisation d'une seconde variante du circuit oscillant (les circuits oscillants 3 et 4 sont identiques). On utilise pour les deux éléments de réglage deux bobines complémentaires 15 et 16 à inductance variable couplées en série l'une à l'autre et à la bobine 10 11 du circuit oscillant. Lorsque la position du curseur 1? sur la bobine 15 est modifiée, le- taux de branchement du circuit oscilla nt et son impédance équivalente sont modifiés ainsi que le régime de fonctionnement de l'inducteur- 12 j d'autre part, 1 ®influence de la capacité 15 propre 18 du câble 7 est alors aussi modifiée. Il en résulte que la fréquence propre du circuit oscillanty'/arie. L'enclenchement é@ la bobine 16, dont le curseur 19 est relié mécaniquement au curseur 17, peraet si'assurer la valeur- constants de la fréquence propre j p&r ailleurs, iSii «i-sux curseurs 17 et 19 se déplacent en 20 synchronisme sur les spires des bobines 15 et 16 en sens inverses» Lorsque ?.e taux ds bi-en^hement {1-3 ours sur 17 allant vers le bas) augmente, l'influence de la capacité 18 s'accroît et la fréquence du circuit cejîllant diminue i alors le curseur 19 se déplace en synchronisas vers la naut et réduit l'inductance totale du circuit 25 oscillent sa assurant de os fait la valeur constante de la, fréquence propre du sireulfc 3 et de la fréquence propre du système oscillant 2 (Fig. !Î. BAD ORIGINAL 69 15279 6 2008338 REVENDICATIONS 1) Installation pour la coulée d'un microfil isolé au verre au moyen d'un induefeeur haute fréquence, dont le système oscillant est constitué par au moins deux circuits oscillants avec une sta™ 5 bilisation dans ceux-ci de la tension haute fréquence, caractérisée en ce que chaque circuit oscillant (3, 4) comporte un élément (8) pour le réglage de 1' impédance équivalente du circuit oscillant ©n (3 et 4) et un élément (9) couplé au précédent/synchronisme poux" la stabilisation de la fréquence propre du circuit- oscillant (3 10 et 4). 2) Installation selon la revendication 1, caractérisés en se que l'élément (8) de réglage de l'impédance équivalente du circuit oscillant et l'élément qui lui est couplé en synchronisme (9/ pour la stabilisation de la fréquence propre du circu.it oscil= 15 lant sont réalisas sous la forme d'une bobine (13) à inductance var-iable et d4un condensateur (14) à capacité variable dont les parties mobiles scnS reliées mécaniquement. 3).Installation sèlon la revendication 1, caractérisée en ce qu3 16élément (8) de réglage de l'impédance équivalente du cir- 20 cuit oscillant et i'élément (9) qui lui est couplé en synchronisas pour la stabilisation de la fréquence p] des contacts mobiles montées en série dans le circuit oscillant (3 et 4), leurs contacts mobiles étant reliés mécaniquement entre 25 eux. sont réalisés sous la forme de bobines BA° 0fl'OlNAL