Brevet FR2496523A1 — publié le 19820625

La présente invention se rapporte aux techniques de traitement de produits à l'arc électrique et a notamment pour objet une installation pour le traitement de produits longs à l'arc électrique. L'invention peut être appliquée en particulier pour décaper des produits du type fils, tubes, bandes, en vue de les débarrasser de la calamine, de la graisse, pour améliorer la couche superficielle du métal de ces produits, de même que pour réchauffer le métal si nécessaire. On contact une installation pour le traitement de produits longs à l'arc électrique (brevet RFA N 1283645, cl. C23G, publié en 1969),qui comporte une électrode se trouvant à une distance donnée du produit à traiter, une source d'alimentation de la décharge d'arc, reliée à l'électrode et au produit, et un organe d'amenée de courant qui réalise la connexion de la source d'alimentation et du produit. L'électrode présente un anneau placé coaxialeient au produit. On obtient alors un traitement homogène du produit grâce à l'utilisation d'un système magnétique qui engendre un champ magnétique qui fait tourner l'arc (la décharge d'arc) dans l'écartement entre le produit et 1 'électrode. Dans le dispositif du type connu, la valeur de la tension de l'arc tournant est importante, ce qui rend moins bonnes les conditions de sécurité lorsqu'on travaille avec le dispositif en question. De plus, sous des pressions élevées, par exemple sous la pression atmosphérique, le fonctionnement du dispositif donne lieu à des niveaux de bruit considérables. En mSme temps, il s'agit d'une installation de conception compliquée vu l'emploi d'un système magnétique prévu pour la rotation de l'arc. L'électrode annulaire possède une surface de travail de faible superficie, et à cause de l'usure de l'électrode et l'encrassement de la surface de travail de l'électrode par les substances résultant du nettoyage, l'état de la surface de travail de l'électrode devient moins bon et, par conséquent, le potentiel de fonctionnement de l'électrode diminue et la qualité du traitement du produit s'altère. L'invention a pour obJectif de créer une installation pour le traitement de produits longs à l'arc électrique, qui-permettrait d'améliorer la qualité du traitement des produits grâce à l'utilisation d'électrodes qui sont disposées de part et d'autre du produit et peuvent se déplacer par rapport à ce produit tout en étant agencées dans une chambre à vide. La solution consiste en ce que l'installation pour le traitement de produits longs à l'arc électrique, comportant une électrode se trouvant à une distance donnée de la surface du produit, une source d'alimentation de la décharge d'arc dont une borne est connectée au produit par l'intermédiaire d'un organe d'amenée de courant,et dont l'autre borne est reliée à l'électrode, est caracté- risée, selon l'invention, en ce qu'elle comporte au moins une source supplémentaire pour l'alimentation de la décharge d'arc et au moins une électrode supplémentaire placée A une distance donnée du produit et reliée à une borne de ladite source supplémentaire d'alimentation de la décharge d'arc par l'intermédiaire d'un organe d'amenée de courant, tandis que l'autre borne de la source supplémentaire d'alimentation de la décharge d'arc est reliée au produit, et que les électrodes agencées de part et d'autre du produit sont montées à l'intérieur d'une chambre à vide et mobiles par rapport au produit. Il est possible de prévoir dans ladite installation au moins un organe de nettoyage de la surface d'au moins une électrode, qui serait fixé sur la chambre à vide avec possibilité d'entrer en contact avec l'électrode correspondante, serait placé en dehors de l'intervalle d'arc et serait réalisé sous la forme d'une tige avec un embout. Il est avantageux que chaque tige à embout soit mobile par rapport à ltélectrode. Il est également avantageux de décaler les électrodes le long de l'axe du produit. Il est possible de disposer entre les électrodes une cloison formant écran. Il est aussi possible de placer entre les électrodes deux cloisons formant écrans. On pourrait prévoir la fixation de l'organe d'amenée de courant sur au moins lune desdites cloisons formant écrans. On pourrait aussi placer entre les cloisons formant écrans au moins un galet contactant le produit. Il est avantageux de relier le galet avec les sources alimentant les décharges d'arc. Il est possible de monter sur la tige du bloc de nettoyage de la surface de l'électrode un élément destiné à amorcer la décharge d'arc. Il est rationnel de réaliser l'élément d'amorçage de la décharge d'arc sous forme d'un bras en porte-à-faux. Il est souhaitable de réaliser au moins l'une des électrodes sous forme d'un disque monté sur un arbre mobile. Il est possible qu'au moins l'une des électrodes soit constituée d'au moins deux parties serrées l'une contre l'autre et montées sur des arbres mobiles pour pouvoir se déplacer par rapport au produit à traiter. Il est avantageux que les axes des arbres portant les électrodes soient parallèles et disposés sous un m8me angle par rapport à l'axe longitudinal du produit. Il est commode de fixer les arbres des électrodes sur les côtés de la chambre à vide dans lesquels sont ménagés les orifices d'entrée et de sortie pour le passage du produit. L'invention permet d'obtenir une surface extrbme- ment propre sur les produits de grande longueur, par exemple avant application de revêtements ou lors du nettoyage d'un fil métallique de soudage Par ailleurs, il est possible de chauffer en méme temps le produit Jusqu'à la température prescrite. Le chauffage peut entre indispensable, par exemple, pour assurer le séchage des revetements appliqués sur la surface traitée par la décharge d'arc. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative, qui va suivre, de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifa, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble d'une lnstallation dont les électrodes sont réalisées sous forme de disques et sont séparées par une cloison formant écran, selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de la figure 1, selon l'invention;; - la figure 3 représente une vue d'ensemble d'une installation dont les électrodes sont séparées par deux cloisons formant écrans, entre lesquelles se trouve un galet contactant le produit, selon l'invention; - la figure 4 représente une vue extérieure d'un organe de nettoyage de la surface de l'électrode, dans lequel sont fixés, sur sur une tige, l'embout de l'organe de nettoyage de la surface de l'électrode et l'élément d'amorçage de l'arc, ladite tige étant montée perpendiculairement à l'axe du produit, selon l'invention; ; - la figure 5 reprdsente une vue extérieure d'un organe de nettoyage de la surface de l'électrode, dans lequel sont fixés sur une meme tige l'embout et l'élément d'amorçage de l'arc, ladite tige étant montée le long de l'axe du produit, selon l'invention; - la figure 6 représente une électrode réalisée en deux parties serrées l'une contre l'autre dans la zone de l'intervalle d'arc, selon l'invention; - la figure 7 représente une vue suivant la flèche B de la figure 6, selon l'invention;; - la figure 8 représente une vue d'ensemble d'une installation dont la chambre contient, à proximité immédiate de l'électrode, une tige d'amorçage de l'arc reliée à la source d'alimentation de l'arc, selon l'invention, - la figure 9 représente une vue, suivant la flèche A,de la tige d'amorçage de l'arc montrée sur la figure 8, selon l'invention; - la figure 10 représente une vue d'ensemble d'une installation dont l'électrode est réalisée sous forme d'un doigt mobile disposé perpendiculairement par rapport à l'axe du produit et doté de deux organes de nettoyage de la surface du produit, selon l'invention; - la figure 11 représente une vue d'ensemble d'une installation dont l'électrode est réalisée sous forme d'une vis sans fin mobile en rotation et en va et vient, selon l'invention;; - la figure 12 représente un organe de nettoyage de la surface de l'électrode, réalisé sous forme d'une suspension fixée sur la tige et pouvant se déplacer, selon l'invention, L'installation de traitement de produits longs à l'arc électrique comporte une chambre 1 (figure 1) contenant les électrodes 3 placées à une distance donnée du produit 2. Les études effectuées par les auteurs ont montré que le recours à un arc immobile (qui ne tourne pas autour de l'axe du produit) pour obtenir un bon traitement de surface, par exemple en cas de nettoyage d'un fil métallique fin pour le débarrasser d'un lubrifiant, exige ltemploi d'un vide dans la zone de traitement. Par contre, si l'on ne fait pas appel à d'autres moyens appropriés, la haute densité d'énergie de la décharge d'arc dans les taches d'électrode conduit à la fusion locale de la surface du produit, au collage de l'arc aux parties fondues, c'est- à-dire à l'impossibilité de mener à bien le traitement dans des conditions normales. Aussi, l'installation conforme à l'invention utilise-t-elle une chambre à vide 1, le vide étant créé par des moyens connus. Si le nettoyage des produits, par exemple des fils métalliques, doit s'effectuer suivant tout leur périmètre, on se sert de deux électrodes3 quel'on place de part et d'autre de l'axe du produit 2 à nettoyer. Les électrodes 3 sont calées sur des arbres 4 qui sont montés de façon à pouvoir tourner et à se déplacer longitudinalement par rapport à leurs axes longitudinaux 5. Les sources 6 d'alimentation des décharges d'arc 7 sont reliées aux électrodes 3 par l'intermédiaire de balais 8, et au produit 2, par l'intermédiaire d'un organe 9 d'amenée de courant, fixé à une cloison formant écran 10. Des orifices Il et 12 ménagés dans les parois en bout de la chambre 1 sont prévus pour le passage du produit 2. L'installation est équipée d'organes de nettoyage de la surface des électrodes, dont chacun est fixé sur le corps de la chambre à vide 1 avec possibilité d'entrer en contact avec son électrode 3, est placé en dehors de l'intervalle d'arc et est réalisé sous forme d'une tige 13 pourvue d'un embout 14. L'embout 14 peut autre en contact avec l'électrode 3 soit constamment, soit périodiquement, par exemple à mesure que s'altère l'état de sa surface de travail. Les axes 5 des arbres 4 sont parallèles et se trouvent sous un meme angle ff par rapport à l'axe longitudinal du produit 2. Les arbres 4 sont fixés sur les parois de la chambre 1 qui comportent les orifices Il et 12 de passage du produit 2. La figure 2 montre une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1. En cas d'utilisation de deux cloisons formant écrans 10 (figure 3), au moins un galet 15 peut être intercalé entre lesdites cloisons. Le galet 15 peut entre relié à la source 6 d'alimentation des décharges d'arc 7. Par ailleurs, les axes 5 des arbres 4 sont placés sous des angles od et p par rapport à l'axe longitudinal du produit 2. En vue de simplifier la conception de l'installation, il est avantageux de disposer sur la tige 13 (figure 4) un élément 16 d'amorçage de la décharge d'arc. La tige 13 est mobile et sollicitée par un ressort 17 disposé dans la douille 18. Il est possible que la tige 13 (figure 5) pourvue de l'embout 14 et de l'élément 16 soit disposée le long de l'axe du produit 2. L'électrode 3 figure 6) peut être réalisée en deux parties, dont chacune est dotée de barres 19 (figure 7 immobilisées dans une monture 20 se trouvant sur l'arbre 4. L'utilisation de la double électrode 3 (figure 6) est nécessaire pour faire tourner l'une des montures 20 avec les barres 19 afin de les nettoyer sans éteindre la décharge d'arc, c 'est-à-dire sans arr8ter l'ins 1 'installation. Autrement dit, les deux parties de l'électrode 3 tournent à tour de r U e autour de l'axe 5, et lors de la rotation de chacune de ces deux parties la décharge d'arc ne s'éteint pas. La monture 20 peut contenir tout nombre approprié de barres 19. Dans l'installation, obJet de la présente invention, la décharge d'arc 7 peut autre amorcée par une tige 21 fixée sur le corps de la chambre 1 (figure 8). La tige 21 porte des éléments 22 de connexion aux sources 6 d'alimentation. L'extrOmité de la tige 21 possède une encoche 23 qui embrasse le produit 2. Les lignes tiretées font apparaître les positions du produit 2 lors de l'amorçage de la décharge d'arc 7 au moment du contact entre le produit 2 et les électrodes 3. Dans ce cas, les électrodes 3 sont réalisées sous forme de barres et montées de façon à pouvoir se déplacer par rapport au produit 2. La figure 9 représente une vue de la tige 21 suivant la flèche A de la figure 8. L'électrode 3 (figure 10) peut avoir la forme d'un doigt monté de façon à pouvoir se déplacer par rapport au produit 2. Par ailleurs, l'axe longitudinal de l'élec- trode 3 peut être disposé perpendiculairement ou sous un angle par rapport à l'axe longitudinal du produit 2. La figure Il représente schématiquement une électrode 3 réalisée sous forme d'une vis sans fin fixée de manière mobile sur l'arbre 4. Dans une autre variante de réalisation, l'organe de nettoyage de la surface de l'électrode 3 (figure 12) est sous forme d'une suspension 24 sur laquelle est fixé l'embout 14. Pour diminuer le frottement entre la suspen- sion 24 et l'arbre 4, on peut prévoir l'emploi d'un roulement 25. Pour augmenter la stabilité de la suspension 24, celle-ci peut comporter un poids 26. Le fonctionnement de l'installation s'effectue de la façon suivante. On commence par amorcer les décharges d'arc 7 entre les électrodes 3 et le produit 2 (figure 1). Lorsque le produit 2 se déplace, sa surface subit un traitement des deux cbeés simultanémant. En déplaçant les électrodes 3 continuellement ou périodiquement, on effectue le nettoyage de leur surface au moyen des embouts 14 se trouvant sur la tige 13, $t qui e pour effet de rénover la surface de travail des électrodes 3 et permet d'augmenter leur durée de vie. Si l'on doit nettoyer la surface des électrodes 3 avec un organe de nettoyage tel que celui réalisé contre dément à la figure 12 on met ce dernier en rotation, Alors la suspension 24 reste mobile et le nettoyage de la surface de l'élqctrode 3 se fait par l'embout 14. La suspension 24 peut être immobilisée rester immobile lors de la rotation de l'arbre 4) non seulement à l'aide du poids 26, mais aussi à l'aide d'un aimant ou d'un électrode aimant.Les aimants peuvent entre disposés soit à l'intérieur de la chambre 1, soit en dehors de cette dernière. L'emploi d'un organe de nettoyage de la surface des électrodes 3 sous forée d'une suspension 24 simplifie la conception de l'installation, surtout lorsqu'il y a plusieurs électrodes 3 placées dans la chambre à vide 1. L'utilisation d'une cloison formant écran 10 (figure 1) entre les électrodes 3 supprime la possibilité d'une irradiation mutuelle des électrodes 3 et des décharges d'arc 7 et rend plus simple l'entretien de l'installation. La fixation, sur la cloison-écran 10, de l'organe 9 d'amenée de courant ne nécessite pas l'emploi d'éléments de construction supplémentaires.Le fait que les axes 5 des arbres 4 soient disposés sous un même angle par rapport à l'axe du produit 2 permet de modifier la distance entre les électrodes 3 et le produit 2 gztce au déplacement des arbres 4 le long des axes 5. La fixation des arbres 4 sur les cOtés de la chambre 1 dans lesquels sont ménagés les orifices Il et 12 permet, en présence de la cloison-écran 10, de simplifier la conception de l'installation.La disposition des arbres 4 parallèlement et sous un mEme angle X par rapport au produit 2 permet de modifier de manière synchrone l'intervalle entre les électrodes grSce au déplacement des arbres 4 le long des axes 5, et crée des conditions identiques pour le traitement de surface du produit 2 en effectuant 1 'opéra- tion des deux catis, ce qui améliore la qualité du nettoyage. Dans le corps de la chambre 1 peut être créée, dans la zone de la décharge d'arc 7, toute pression voulue, par exemple un vide. Dans le cas où il est nécessaire que les axes 5 (figure 3) des arbres 4 forment des angles et 4 différents avec l'axe du produit 2, ou lorsqu'on doit changer le sens de déplacement du produit 2 dans la chambre 1, il est avantageux de placer dans le corps de la chambre 1 deux cloisons-écrans 10 (figure 3) et de fixer entre elles le galet 15. Par ailleurs, le galet 15 peut servir d'élément d'amenée de courant des sources 6 au produit 2. Ceci rend plus fiable le contact entre le produit 2 et la source d'alimentation 6. Etant donné que l'élément 16 d'amorçage de la décharge d'arc est indispensable dans toute installation à décharge d'arc, il est avantageux de le combiner avec organe de nettoyage de la surface des électrodes pour simplifier la conception de l'installation, A cet effet, on fixe sur la tige 13 (figure 4) ltembout 14 et ltélésent 16 d'amorçage de la décharge d'arc. Pour amorcer la décharge d'arc on fait descendre la tige 13, l'élément 16 appliquant alors le produit 2 contre l'électrode 3. Ensuite, sous l'action du ressort 17, la tige 13 revient en position initiale et la décharge d'arc 7 est amorcée entre le produit 2 et l'électrode 3. En même temps, l'embout 14 est serré contre l'électrode 3. La tige 13 peut être montée sous n'importe quel angle par rapport à l'axe longitudinal du produit 2, par exemple comme repré senté sur la figure 5. Lors de la rotation de la tige 13 (apparaissant en section droite sur cette figure) dans le sens antihoraire, l'élément 16 applique le produit 2 contre l'électrode 3. Ensuite, quand la tige 13 revient en position initiale, la décharge d'arc 7 s'amorce et l'embout 14 se trouve serré contre l'électrode 3. L'électrode 3 (figures 6 et 7) peut être réalisée sous forme de barres aux extrémités desquelles s 'allume la décharge d'arc 7. Quand l'une de ces barres fonctionne, l'autre subit un nettoyage. Ce mode de réalisation de l'électrode en deux parties(ou plus) permet le nettoyage des électrodes 3 sans extinction de la décharge d'arc 7, c'est-à-dire sans arrêter l'installation. Dans ce cas, on peut à tout moment faire tourner une partie seulement (partie gauche ou partie droite sur la- figure 6) par rapport aux axes 5. Pendant ce temps,la décharge d'arc 7 reste allumée entre l'électrode 3, qui est immobile, et le produit 2. Il est possible d'amorcer la décharge d'arc 7 (figure 8) à l'aide d'une tige 21 montée séparément et munie d'une encoche 23. Dans ce cas, les sources d'alimentation 6 sont reliées au produit 2 par l'intermédiaire de bornes 22 et de la tige 21. Pour amorcer la décharge d'arc 7, on fait descendre et monter la tige 21. Le produit 2 se trouvant dans l'encoche 23 fléchit et entre en contact à tour de rible avec chacune des électrodes 3. Des décharges d'arc 7 s'allument alors entre les extrémités des électrodes 3 et le produit 2. La disposition des électrodes 3 dans un même plan perpendiculaire à l'ase longitudinal du produit 2 simplifie le processus d'amorçage des décharges d'arc 7. L'installation conforme d l'invention admet l'utilisation d'électrodes 3 (figure 10) sous forme de doit ou d'électrodes 3 (figure 11) sous forme de vis sans fin. L'utilisation d'une électrode 3 sous forme de vis sans fin permet d'augmenter considérablement sa durée de service. Par rapport à l'électrode 3 se présentant sous forme de disque, sa durée de service est autant de fois supérieure qu'il y a de spires sur la vis sans fin. L'électrode 3 sous forme de vis sans fin doit pouvoir tourner et se déplacer en va et vient pour que la décharge d'arc 7 s'allume en un même endroit et pour qu'il soit possible de nettoyer la surface active de la vis sans fin.Outre les électrodes 3 indiquées précédemment, l'installation confonde à l'invention peut comporter des électrodes ayant des surfaces de travail en forme d'ellipse, de parabole, etc., disposées sous différents angles par rapport à l'axe du produit 2, ou bien des électrodes différentes, par exemple l'une en forme de disque (figure 1) et l'autre en forme de barre (figure 8), l'organe de nettoyage ne pouvant alors étire disposé que sur l'électrode en forme de disque. Dans la zone de chaque arc 7,peuvent être traités simultanément un ou plusieurs produits placés soit les uns contre les autres, soit à une certaine distance les uns des autres. Il est préférable d'appliquer aux électrodes 3 un potentiel positif, mais on peut aussi leur appliquer un potentiel négatif, ou encore les alimenter en courant alternatif. L'invention permet, lors du traitement des surface des produits, d'éviter la pollution du milieu ambiant, d'améliorer les conditions de travail et de rehausser la qualité du traitement des produits. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1.- Installation pour le traitement de produits longs à l'arc électrique, du type comportant une électrode se trouvant à une distance donnée de la surface du produit à traiter, une Le (6) dlimentation de L'arc, dont une borne est connectée audit produit par l'intermédiaire d'un organe d'amenée de courant, et dont l'autre borne est reliée à ladite électrode, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une source supplémentaire (6) d1alimenta- tion de l'arc, et au moins une électrode (3) supplémentaire, placée à une distance donnée de la surface du produit à traiter (2) et reliée à une borne de ladite source supplémentaire d 'alimentation de l'arc par l'intermédiaire d'un organe d'amenée de courant (9), l'autre borne de la source supplémentaire d'alimentation de l'arc étant reliée audit produit, lesdites électrodes étant disposées de part et d'autre, respectivement, dudit produit et étant montées à l'intérieur d'une chambre à vide (1) et de façon à pouvoir se déplacer par rapport au produit à traiter. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un organe de nettoyage de la surface d'au moins une électrode (3), ledit ou lesdits organes étant fixés sur le corps de la chambre à vide (1) avec possibilité d'entrer en contact avec l'électrode correspondante, chacun desdits organes étant situé à l'extérieur de l'intervalle de décharge de l'arc et étant réalisé sous forme d'une tige (13) pourvue d'un embout 14. 3.- Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque tige (13) à embout (14) est mobile par rapport à l'électrode correspondante. 4.- Installation selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les électrodes (3) sont décalées le long de l'axe du produit à traiter (2). 5.- Installation selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce qu'une cloison formant écran (10) est disposée entre les électrodes. 6.- Installation selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce que deux cloisons formant écrans (10) sont placées entre les électrodes. 7.- Installation selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que sur au moins l'une desdites cloisons est fixé un organe (9) d'amenée de courant. 8.- Installation selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 6 et 7, caractérisée en ce que dans l'espace séparant les deux cloisons est monté au moins un galet (15) contactant le produit à traiter (2). 9.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit galet est relié aux sources (6) d'alimentation de l'arc. 10.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisdeen ce qu'un élément (16) d'amorçage de l'arc est monté sur la tige (13) de l'organe de nettoyage de la surface de l'électrode. 11.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément (16) d'amorçage de l'arc est réalisé sous la forme d'un bras en porte-à-faux. 12.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une électrode (3) est réalisée sous forme d'un disque monté sur un arbre mobile. 13.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une électrode (3) est constituée d'au moins deux parties adJacentes l'une à l'autre montées sur des arbres mobiles (4) de façon à pouvoir se déplacer par rapport au produit à traiter (2). 14.- Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que les axes des arbres (4) portant les électrodes (3) sont disposés parallèlement l'un à l'autre et sous un même angle par rapport à l'axe longitudinal du produit à traiter (2). 15.- Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que les arbres (4) des électrodes (3) sont fixés sur les cotés de la chambre à vide (1) dans lesquels sont ménagés les orifices d'entrée et de sortie 01) et (12) du produit à traiter (2).