Brevet FR2545645A1 — publié le 19841109

PROCEDE DE FABRICATION D'UN TRONCON DE FOURREAU DIT A PIECES POLAIRES INCORPOREES POUR TUBES HYPERFREQUENCES La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tronçon de fourreau dit à pièces polaires incorporées pour tubes hyperfréquences, en particulier pour tubes à ondes progressives. Les tubes hyperfréquences auxquels s'applique l'invention comportent, entre autre, une ligne à retard assurant l'interaction entre un faisceau d'électrons et une onde électromagnétique. La ligne à retard qui peut présenter diverses structures est en général positionnée à l'intérieur d'un fourreau mis sous vide entouré par un dispositif permettant de focaliser le faisceau d'électrons tout au long de l'espace d'interaction pour éviter les pertes d'électrons et un échauffement de la ligne à retard. Divers types de dispositifs de focalisation peuvent être utilisés, en particulier des dispositifs de focalisation constitués par une suite alternée, selon l'axe du fourreau, d'aimants permanents et de masses polaires. Dans ce cas, les aimants permanents et les masses polaires alternés sont empilés les uns contre les autres sur le fourreau. Toutefois, en vue d'obtenir un champ magnétique plus élevé, les masses polaires peuvent être incorporées au fourreau. Celui-ci est alors constitué par une suite alternée selon l'axe de la ligne à retard d'éléments soudés bout à bout constitués par des pièces intercalaires cylindriques en matériau amagnétique et des pièces polaires en matériau magnétique formées d'un cylindre entouré par une collerette. Des rondelles d'aimants permanents sont insérées entre deux collerettes successives, les faces de même nom des aimants étant en vis à vis, pour constituer le dispositif de focalisation. Le procédé de fabrication habituellement utilisé pour réaliser le type de fourreau décrit ci-dessus consiste - à préparer des rondelles cylindriques en matériau magnétique tel qu'en acier doux pour les pièces polaires et en matériau amagnétique tels qu'en acier inoxydable pour les pièces intercalaires ou entretoises ainsi que des rondelles de brasure de préférence en cuivre; - à empiler sur un axe, de manière alternée, les rondelles en matériau magnétique et les rondelles en matériau amagnétique, avec, à chaque fois, interposition d'une rondelle de brasure; - à braser l'ensemble à 1085 sous hydrogène sec;; - à usiner intérieurement l'ensemble pour réaliser l'enveloppe de la ligne à retard, puis à usiner extérieurement l'ensemble pour réaliser entre deux pièces polaires successives des gorges destinées à recevoir les aimants permanents. Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients. En effet l'usinage extérieur est long et couteux. De plus, il doit être très précis pour bien positionner les aimants permanents entre les pièces polaires. D'autre part, les joints de brasage sont perpendiculaires à l'axe du fourreau. Or celui-ci doit être mis sous un vide élevé. 11 existe donc un risque de fuites lorsque les joints de brasage ne sont pas parfaitement réalisés. La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus et elle a pour objet un procédé de fabrication d'un tronçon de fourreau dit à pièces polaires incorporées pour tubes hyperfréquences caractérisé en ce que: - on prépare des ébauches de pièces polaires en matériau magnétique - et des pièces intercalaires en matériau amagnétique ainsi que des rondelles de brasure; - on met en forme les pièces polaires et les pièces intercalaires en réalisant sur les faces latérales des ébauches des portées respectivement mâles et femelles qui leur permettent de s'emboiter les unes dans les autres; - on empile de manière alternée les pièces polaires et les pièces intercalaires avec interposition d'une rondelle de brasure; - on brase puis on usine l'intérieur du tronçon ainsi obtenu de maniere à réaliser un logernent cylindrique. D'autres caractéristiques et avantages de la presente invention apparaitront à la lecture de la description de divers modes de réalisation faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure la est une vue partiellement en coupe longitudinale du premier stade de réalisation d'un tronçon de fourreau conformément au procédé de l'art antérieur et la figure lb est une vue en coupe longitudinale d'un tronçon de fourreau de l'art antérieur une fois terminé; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une ébauche de pièce polaire avant et après matricage; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une ébauche d'entretoise avant et après matricage; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un tronçon de fourreau réalisé conformément au procédé de la presente invention. On décrira tout d'abord, avec référence aux figures la et lb un procédé de fabrication d'un tronçon de fourreau dit à masses polaires incorporées conforme à l'art antérieur. Comme représenté sur la figure la, on commence par empiler sur un axe 4 de manière alternée, des rondelles cylindriques 1, 3 respectivement en matériau magnétique et en matériau amagnétique entre lesquelles on interpose une rondelle 2 de brasure. A titre d'exemple, les rondelles 1 en matériau magnétique sont réalisées en acier doux, les rondelles 3 en matériau amagnétique en acier inoxydable et les rondelles 2 de brasure en cuivre. Toutefois, il est évident pour l'homme de métier que d'autres matériaux peuvent être utilisés en fonction des besoins. Une fois l'empilage réalisé, on brase l'ensemble. Dans le présent cas, le brasage est réalisé à une température de 10850c sous une atmosphère d'hydrogène sec, la température et le gaz étant fonction des matériaux utilisés. Une fois le brasage réalisé, on alèse l'intérieur de la pièce cylindrique obtenue de manière à réaliser l'enveloppe 5 de la ligne à retard. On usine ensuite l'extérieur de la pièce cylindrique de manière à réaliser les collerettes 6 des pièces polaires en évidant les rondelles 3 en acier inoxydable et les bords des rondelles 1 en acier doux. On obtient ainsi des gorges 7 destinées à recevoir des aimants permanents. Pour réaliser un fourreau entier, on assemble par soudure argon-arc ou par brasage plusieurs tronçons de fourreau, de prefe- rence trois tronçons de fourreau dans lesquels les pièces d'extrémité sont constituées par des - pièces polaires sciées en leur milieu, perpendiculairement à l'axe du fourreau. On décrira maintenant, avec référence aux figures 2 à 4 le procédé de fabrication d'un tronçon de fourreau dit à pièces polaires incorporées conforme à la présente invention. Dans ce procédé, au lieu de partir de rondelles cylindriques en matériau amagnétique et en matériau magnétique dont la périphérie externe est usinée après brasage pour pouvoir recevoir les aimants permanents, on utilise des pièces polaires et des entretoises susceptibles de s'emboiter les unes dans les autres et dont la périphérie externe présente une forme définitive. De manière plus spécifique et comme représenté sur la figure 2, les pièces polaires sont obtenues à partir d'une ébauche cylindrique 10 présentant une collerette 10'. Les faces latérales de l'ébauche 10 sont mises en forme de préférence par matricage pour réaliser des portées coniques mâles 11, 12. De même, comme représenté sur la figure 3, les pièces intercalaires sont réalisées à partir d'une ébauche cylindrique 13 dont les faces latérales de Débauche initialement usinées en forme de cône sont mises en forme par matricage pour réaliser des portées coniques femelles 14, 15 complémentaires des portées mâles 11, 12. Pour des raisons de coefficients de dilatation différents entre le matériau magnétique et le matériau amagnétique, les parties mâles sont de préférence réalisées sur les pièces polaires et les parties femelles sur les pièces intercalaires. Toutefois l'inverse pourrait être envisagé et l'on pourrait même envisager de réaliser une portée mâle et une portée femelle sur chaque ébauche. De préférence les portées ont une forme conique et sont obtenues par matricage. Toutefois, les portées peuvent aussi avoir une forme cylindrique ou tout autre forme désirée. De plus, elles peuvent être obtenues par usinage ou par tout autre procédé convenable. Une fois les pièces polaires 10 et les pièces intercalaires 13 réalisées, elles sont emboitées les unes dans les autres avec interposition d'une rondelle de brasure 16. L'ensemble est alors brasé de la manière habituelle et on usine l'intérieur pour réaliser l'enveloppe de la ligne à retard. Les pièces polaires 10 et les pièces intercalaires 13 ayant leur forme définitive, il n'est pas nécessaire d'usiner l'extérieur pour réaliser les gorges destinées aux aimants permanents. On obtient donc le tronçon de fourreau représenté à la figure 4. Le procédé de la présente invention ne nécessite donc pas un usinage long et couteux de la face externe du fourreau. De plus, pendant le brasage, la brasure coule entre les portées mâles et femelles pour former un joint de brasure 17 tel que représenté en trait plein sur la figure 4, ce qui améliore la tenue au vide du fourreau. Le fourreau dans son ensemble est ensuite réalisé de la même manière que dans l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Un procédé de fabrication d'un tronçon de fourreau dit à pièces polaires incorporées pour tubes hyperfréquences caractérisé en ce que - on prépare des ébauches 10, 13 de pièces polaires en matériau magnétique et de pièces intercalaires en matériau amagnétique ainsi que des rondelles 16 de brasure - on met en forme les pièces polaires et les pièces intercalaires en réalisant sur les faces latérales des ébauches des portées respectivement mâles 11, 12 et femelles 14, 15 qui leur permettent de s'emboiter les unes dans les autres; - on empile de manière alternée les pièces polaires 10 et les pièces intercalaires 13 avec interposition d'une rondelle de brasure 16; - on brase de la manière usuelle et - on usine l'intérieur de la pièce brasée pour réaliser un logement cylindrique. 2. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en forme des faces latérales des ébauches est réalisée par matricage ou par usinage. 3. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les portées mâles et femelles sont des portées complémentaires coniques ou cylindriques. 4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le brasage est réalisé à 1085"c sous une atmophère d'hydrogène sec.