Brevet FR2604025A1 — publié le 19880318

La présente invention concerne le domaine de la démagnétisation dans diverses industries. Un exemple important d'application d'une telle démagnétisation est la rectification. Lorsqu'une rectifieuse est utilisée alors qu'une pièce est retenue sur le mandrin par un aimant, la pièce s'aimante évid emme nt , et l'aimantation de la pièce doit évidemment être supprimée, c'est-à-dire que la pièce doit être démagnétisée, afin d'être utilisée ulérieurement ou de subir d'autres opérations correspondantes. Une telle démagnétisation est réalisée essentiellement par application d'un courant continu à la pièce avec une série de polarités inversées, et par réduction de la tension à chaque inversion jusqu'à ce que l'aimantation s'annule totalement ou pratiquement. Le principe général d'une telle démagnétisation est par exemple décrit dans le brevet redélivré des Etats Unis d'Amérique nO 25 607 du 30 juin 1964. L'invention a pour objet, de façon générale, la réalisation d'un appareil de démagnétisation destiné à être utilisé dans l'industie et ayant des caractéristiques et avantages suivants 1. il est extrêmement simple de réalisation et de conception et d'une efficacité très élevée grâce à sa simplicité, et il a un faible coût correspondant à la fois à cause des matériaux utilisés et des différentes étapes de fabrication ;; 2. il a un fonctionnement très précis, grâce à la synchronisation des paliers au cours de son fonctionnement et du niveau de tension des paliers 3. son fonctionnement est extrêmement souple, et il assure la démagnétisation d'objets de toute une large gamme de dimensions et de masses et dans une large plage de limites dans le temps et de vitesses de fonctionnement indépendamment des tailles et des masses des objets 4. il est efficace compte tenu de la force magnétique utilisée pour le maintien d'un objet dans une installation mettant en oeuvre l'appareil de démagnétisation de l'objet au cours d'une série d'étapes utilisant une force magnétique maximale qui ne dépasse pas celle qui est utilisée pour le maintien de l'article en place. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en se réferant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation simplifiée d'une rectifieuse comprenant l'appareil de démagnétisation selon l'invention ; la figure 2 est un schéma représentant l'arrangement des figures 3, 4 et 5 qui forment ensemble un schéma complet la figure 3 est un schéma d'une partie du circuit électrique la figure 4 est un schéma d'une autre partie du circuit électrique ; et la figure 5 est un schéma de la partie finale du circuit électrique. L'opération de démagnétisation implique nécessairement une magnétisation. Une application très courante d'un appareil de démagnétisation concerne une rectifieuse. Lors de l'utilisation d'une rectifieuse, la pièce est placée sur la table de la rectifieuse et est déplacée en translation, la meule étant mise au contact de la pièce. Cette dernière est maintenue en position sur la table pendant l'opération de rectification à l'aide d'un mandrin magnétique, et le mandrin et la pièce sont tous deux aimantés. La libération de la pièce nécessite sa démagnétisation. Pendant l'opération de démagnétisation, la pièce est aimantée de manière répétée, c'est-à-dire au cours d'une série d'étapes dans des sens qui s'inversent successivement ou avec des polarités opposées, et la tension est réduite à chaque étape ou à chaque palier jusqu'à la dernière étape et la dernière inversion, lorsque l'aimantation est nulle ou presque nulle. L'opération de démagnétisation comprend donc ces trois étapes. Dans l'opération de rectification elle-même, le mandrin et la pièce évidemment sont aimantés sous la commande de l'appareil de démagnétisation selon 1 'invention. On se réfère maintenant en détail aux dessins sur lesquels la figure 1 représente une rectifieuse 12 de type connu, ayant une table 14 qui se déplace horizontalement en translation comme indiqué par la flèche double 16, et la pièce à traiter qui porte la référence 18 est placée sur la table et y est maintenue par un mandrin magnétique 20 enrobé dans la table. Une meule 22 travaille en se déplaçant dans une fente verticale 24 et elle est mise en coopération avec la pièce par abaissement afin qu'elle assure la rectification de la pièce lorsque cette dernière se déplace en translation sous la meule sous la commande de la table. La figure 2 représente la disposition relative des figures 3, 4 et 5 qui représentent le circuit électrique, et il faut noter que le mandrin 20 et la pièce 18 sont repérés à la partie inférieure de la figure 3. Le circuit des figures 3 à 5 comprend un circuit 26 d'alimentation représenté sur la figure 3 et un circuit de commande 28 représenté sur les figures 4 et 5. Le circuit comporte une source 30 de courant alternatif relié à un autotransformateur 32 et à des conducteurs 34, 36, 38 disposés entre l'autotransformateur et le mandrin 20. D'autres conducteurs 42, 44 sont disposés entre les extrémités du transformateur et le conducteur 40 et comportent des condensateurs 46, 48. Le circuit 26 d'alimentation comprend les secondaires de certains transformateurs de magnétisation, le transformateur complet étant incorporé à la figure 4. Chaque transformateur comporte un primaire et deux secondaires, formant chacun un ensemble, et on considère un ensemble 50 de magnétisation et un ensemble 52 de démagnétisation. Dans l'identification des transformateurs, les primaires portent la même référence numérique principale, avec le suffixe P, et les secondaires la même référence numérique principale avec le suffixe S et un suffixe supplémentaire 1 ou 2. Ces transformateurs sont destinés à régler le courant circulant de l'autotransformateur 32 vers le mandrin 20 et sont associés à des thyristors triodes à commande inverse 56, 58, les thyristors 56 portant les références individuelles 56A, 56B sont associés aux secondaires 50S respectivement. De même, les thyristors 58, identifiés individuellement par les références 58A, 58B, sont associés aux secondaires 52S respectivement.Après excitation des secondaires SOS, 52S comme expliqué dans la suite, ces secondaires mettent les thyristors 56, 58 à l'état conducteur et règlent le courant allant de l'autotransformateur 32 au mandrin 20. L'ensemble 50 du transformateur est utilisé pour le maintien de la pièce sur le mandrin pendant l'opération de rectification, et les ensembles sont utilisés pour l'exécution de l'opération de démagnétisation. On se réfère au circuit de commande des figures 4 et 5 ; un transformateur principal ou de commande 60 est relié à l'alimentation alternative 30. Le circuit 28 de commande comporte aussi, comme indiqué sur la figure 5, un commutateur 62 d'alimentation-libération et un potentiomètre 64, celui-ci apparaissant aussi à la partie inférieure droite de la figure 4. Le commutateur 62 d'alimentation-libération est commandé manuellement entre une position d'alimentation (figure 5) et une position de libération. Il est relié en deux points, une borne commune (-) 66-1 et une borne 68. Le circuit comprend un certain nombre de connexions communes (-) toutes identifiées par la référence 68, certaines ayant un suffixe numérique supplémentaire tel que 66-1, 66-2, Deux redresseurs 70, 72 en pont à deux alternances sont reliés au secondaire 60S, le premier rejoignant un circuit 74 de déclenchement et le second rejoignant un régulateur 76 de courant continu. Un circuit 78 générateur de point et de tirets (figure 4) de type connu est incorporé au circuit de commande et a une broche d'entrée 80 portant la référence 5 et une série de broches 82 portant les réfé rences 10 à 18, ainsi qu'une broche 84 portant la référence 1, en position de référence.La broche nO 1 est reliée à une résistance 86 et les autres broches sont reliées à des résistances 88, celles-ci étant reliées à un conducteur commun 90. Comme indiqué précédemment, le potentiomètre 64 est représenté sur la figure 4 à la partie inférieure droite comme étant monté entre la masse 62-2 et une borne 92 qui est à une tension +V. La borne commune (-) 66-2 est reliée à un conducteur 94 disposé entre le redresseur 72 et la borne 92 est placée dans un conducteur 96 rejoignant la borne 80 à la broche n" 5, dans le circuit 78. Un condensateur 98 est monté entre les conducteurs 94 et 96, parallèlement au potentiomètre 64 et parallèlement à un ensemble 99 qui comporte un transistor 100 et un conducteur 101 rejoignant une borne 102 à la tension +V. Le condensateur 98 et l'ensemble 99 assurent une décroissance linéaire dans les étapes de démagnétisation. Comme indiqué précédemment, le circuit 78 générateur de points et de tirets est de type connu et, lors de son fonctionnement, lorsqu'une tension est appliquée à broche d'entrée n" 5, certaines des résistances 86, 88 sont mises en circuit. Ceci correspond au fonctionnement interne du circuit. Lorsqu'aucune tension n'est appliquée à la broche nO 5, aucune -des résistances n'est en circuit et, lorsque des niveaux croissants choisis de tension sont appliqués, le nombre de résistances mis en circuit augmente si bien que la tension de sortie augmente. Le circuit ainsi établi par le circuit générateur 78 règle ainsi les cycles de démagnétisation, comme indiqué précédemment. Une tension de valeur convenable, égale à 12 V dans ce cas, est transmise par le transformateur 60 et par l'intermédiaire du redresseur 78 aux bornes 66-2, 92 (figure 4, partie inférieure droite) et, en fonction du réglage du potentiomètre 64 (voir figure 5), une tension de niveau correspondant est transmise au circuit ou ensemble générateur 78. Suivant le nombre de resistances 88 mises en circuit, suivant la tension appliquée prédéterminée, une tension correspondante de sortie est appliquée à un condensateur 103 monté dans le conducteur 90 de sortie. Un détecteur 104 de passage à zéro qui comprend des transistors 105, 106 met un transistor 108 à l'état conducteur à chaque passage à zéro du détecteur 104. Le condensateur 103 se décharge alors et déclenche un retard ou une séquence de synchronisation de phase.Un ensemble 110 à transistors 112, 114 est associé au condensateur 103. Le transistor 112 est utilisé comme référence de tension, et lorsque la tension appliquée au condensateur 103 dépasse la tension de référence, le transistor 104 est mis à l'état conducteur. Les transistors 112, 114 sont disposés de manière que toute variation de la tension du transistor 114, provoquée par une variation de la température, soit compensée par une variation semblable dans le transistor 112. Un autre transistor 116 forme un tampon pour le signal de sortie de l'ensemble 110, ce signal étant alors différentié par un condensateur 118 et le réglage de la valeur du condensateur 118 augmente ou diminue la largeur de l'impulsion de déclenchement qui apparaît à la sortie d'une porte NON-ET 120. Cette porte 120 est montée entre des portes NON-ET 122, 124 associées aux transformateurs respectifs 50, 52 identifiés précédemment.Les portes NON-ET 122, 124 sont validées ou alimentées en alternance suivant le fonctionnement d'un circuit oscillateur CMOS 125 (figure 5) référencé précédemment, le transformateur 50 étant commandé par la porte NON-ET 122 et constituant un transformateur de maintien lors du fonctionnement normal de la machine de rectification, alors que les deux transformateurs fonctionnent en alternance pendant l'opération de démagnétisasation. Des ensembles supplémentaires 126, 127 à transistors sont associés aux transformateurs respectifs 50, 52, le premier comprenant des transistors 128, 129 et le second des transistors 130, 131. On se réfère maintenant au circuit oscillateur 125 (figure 5) qui commande l'opération de démagnétisation. La description qui suit concerne les étapes réelles de démagné tisation ou d'inversion, inépendamment des valeurs de la tension utilisée dans le circuit 74 de déclenchement (figure 4). Comme noté précédemment, le commutateur d'alimentation-libération 62 est utilisé pour mettre l'appareil en fonctionnement et pour le mettre dans une phase de libération. Lorsque l'appareil doit être mis en fonctionnement, le commutateur est déplacé vers la position d'alimentation et, lorsqu'il est dans cette position, un signal électrique négatif provient d'un point commun (-) 66-1 et est transmis par des conducteurs 132, 133 qui rejoignent un ensemble 134. Celui-ci comporte des portes NON-ET 135 et 136 et rejoint la base du transistor 142.Cet ensemble détermine un retard stable de commutation entre la libération et l'alimentation. Le signal met le transistor 142à l'état conducteur et alimente ou prépare la porte NON-ET 122 qui provoque la mise des transistors 128, 129 à l'état conducteur, et le transformateur 50 est alimenté et reste alimenté tant que le commutateur 62 reste en position d'alimentation. Le transformateur 50 maintient l'alimentation des secondaires 50S1, 50S2 (figure 3) et l'alimentation du mandrin comme indiqué aussi dans la suite du présent mémoire. Le circuit oscillateur CMOS 125 comporte un autre transistor 144, et trois portes NON-ET 146, 148, 150, la première étant associée au transistor 142 et la seconde au transistor 144 alors que la troisième 150 est associée à un circuit RC 152. Ce circuit RC comprend une pastille formant un oscillateur CMOS 154 et un condensateur 155 et des résistances 156, 157. Ce réseau comporte aussi un commutateur glissant 158 de démagnétisation qui peut glisser vers des positions de démagnétisation rapide, moyenne et lente, et il est associé à plusieurs résistances 160 destinées à être raccordées dans le réseau en fonction de la position du commutateur glissant afin que les vitesses correspondantes de démagnétisation soient obtenues. Le circuit oscillateur comporte en outre un ensemble basculeur 162. Lorsque l'opération de démagnétisation doit être exécutée, le commutateur 62 est déplacé vers la position de libération. Le condensateur 155 et les résistances 156, 157 déterminent la fréquence globale de fonctionnement, alors que le commutateur 158 détermine la durée d'un cycle rapide, moyen ou lent, par transmission à la broche nO 6 portant la référence 193, appartenant à la pastille 154. Le signal de sortie de cette broche n 6 parvient à une première entrée de portes NON-ET 148, t46 et à l'entrée d'horloge 194 (broche nO 3) du basculeur 162. Les signaux de sortie du basculeur 162 permettent la préparation ou l'inhibition des portes NON-ET 148-146 et assurent ainsi la mise à l'état conducteur ou non conducteur des transistors 142, 144, suivant le cycle.Le transistor 142 valide le fonctionnement de la porte NON-ET 122 alors que le transistor 144 valide le fonctionnement de la porte NON-ET 124 et, dans ce dernier cas, le transformateur 52 est alimenté, et provoque l'alimentation des secondaires 525 constituant l'ensemble de démagnétisation (figure 3). Il faut noter que les transistors 142, 144 sont validés ou alimentés en alternance et non simultanément, avec alimentation alternée correspondante des transformateurs 50, 52. On considère plus en détail l'action des transformateurs 50, 52 ; par exemple, lorsque le transformateur 50 est alimenté sous la commande de la porte NON-ET t22, l'ensemble des secondaires 50S, 50S2 (figure 3) est alimenté et met à l'état conducteur les thyristors 56 qui ferment le circuit entre l'autotransformateur 32 et le mandrin. Dans cette phase ou selon ce mode, chaque fois que le transformateur 50 est alimenté, le mandrin est aussi alimenté et ceci s'applique à la fois pendant le maintien et pendant la démagnétisation. Dans des intervalles alternés dans lesquels le transformateur 52 est alimenté, en phase de démagnétisation, les secondaires 52 de l'ensemble de démagnétisation sont alimentés et ils provoquent la mise à l'état conducteur des thyristors 58 qui ferment le circuit entre l'autotransformateur 32 et le mandrin. Dans le cas des transformateurs 50, 52, il faut noter que, dans tous les cas, les secondaires sont opposés si bien qu'ils assurent un redressement à deux alternances du courant et la transmission d'une puissance constante de maintien au mandrin. De manière correspondante chaque ensemble, c'est-à-dire l'ensemble de magnétisation et l'ensemble de démagnétisation, en mode de démagnétisation, fonctionne dans des intervalles correspondants déterminés par les circuits de déclenchement et oscillateur indiqués précédemment, de la manière décrite dans la suite du présent mémoire. Pendant des opérations de rectification, des pièces de diverses tailles sont traitées et manipulées et, comme noté précédemment, elles sont maintenues en place par aimantation, et il est important que la pièce soit maintenue par une force à peu près égale à celle qui est nécessaire à son maintien seulement et non au-delà. Dans de nombreux cas, une puissance excessive de maintien provoque une déformation des pièces et il est souhaitable évidemment que cette situation soit évitée. En conséquence, seule la puissance de maintien considérée comme convenable est appliquée. Elle est appliquée dans le cas considéré, par réglage du potentiomètre 64 en position convenable en fonction de la plage de tension transmise qui, dans le cas considéré, peut atteindre 12 V, et le potentiomètre est actif dans toute la plage des tensions, entre zéro et une valeur maximale. Dans un cas particulier, dans l'hypo- thèse où il est souhaitable d'appliquer les trois quarts de la tension maximale pendant le maintien de la pièce, le potentiomètre est réglé dans cette position comme indiqué sur les dessins et le commutateur 62 est fermé. Une tension correspondante est appliquee entre les points 66-2 et 92 (figure 4), ce dernier point étant relié à la broche 80 (nO 5), et cette tension est appliquée au circuit 78 et charge aussi le condensateur 98. Comme noté précédem ment, la valeur de la tension ainsi appliquée détermine seules des résistances 88 qui sont mises en circuit et leur valeur totale correspondante ainsi que la valeur de la tension résultante appliquée au condensateur 103. La tension réglée par le potentiomètre 64 donne une tension en proportion linéaire, transmise par l'autotransformateur 32, par exemple lorsque le potentiomètre est réglé aux trois quarts de 12 volts, soit 9 volts, la tension produite par l'autotransformateur est égale aux trois quarts de 115 volts, soit 86,25 volts. En phase d'alimentation, lorsque le commutateur 62 est ainsi fermé, l'ensemble reste stable et l'opération de rectification est alors réalisée. Après sa réalisation et lorsque la désaimantation est souhaitable, le commutateur 62 est déplacé dans la position de libération et le potentiomètre 64 (figure 5) est ainsi déconnecté. Le condensateur 98 reste alors en circuit et sa charge commence à diminuer, la vitesse de décroissance étant déterminée par le circuit 99 qui, comme indiqué précédemment, donne une vitesse linéaire de décroissance. Le détecteur 104 de passage à zéro, à chaque passage à zéro, met le transistor 108 à l'état conducteur et décharge le condensateur 103 et déclenche le retard ou la séquence de synchronisation. Ce retard de phase est obtenu après charge du condensateur 103 en fonction de la constante de temps RC, comme déterminé par la valeur du condensateur et par le nombre de résistances 88 mises en circuit par l'ensemble 78. La tension aux bornes du condensateur 103 est contrôlée par le transistor 114 et, lorsque cette tension dépasse la tension de référence réglée par le transistor 112, le transistor 114 passe à l'état conducteur. Pendant le cycle de libération, la décroissance de la tension aux bornes du condensateur 103 détermine la durée du cycle de décroissance alors que la décharge progressive du condensateur 98 détermine la durée globale du cycle de démagnétisation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de démagnétisation d'un mandrin ayant un électro-aimant coopérant avec lui, et un circuit reliant le mandrin à une source d'énergie électrique à une tension prédéterminée, caractérisé en ce que le circuit comporte un circuit d'alimentation et un circuit de commande, le circuit d'alimentation contenant directement le mandrin, le circuit comprenant deux ensembles de transformateurs (50, 52) comprenant un ensemble de magnétisation et un ensemble de démagnétisation, chaque ensemble comprenant un primaire et deux secondaires, le circuit de commande comprenant les primaires et le circuit d'alimentation comprenant les secondaires et un premier dispositif (56, 58) à porte commandé par les secondaires, le premier dispositif à porte étant placé entre la source d'énergie électrique et le mandrin et commandant celui-ci, le dispositif d'alimentation conduisant un courant d'une source de courant alternatif (30) au mandrin, les secondaires de chaque ensemble et les premiers dispositifs à porte correspondants formant un courant unidirectionnel en sens inverses mutuellement, le circuit de commande comprenant un circuit de déclenchement (74) qui alimente les ensembles de transformateurs, l'appareil comprenant en outre un second dispositif à portes destiné à commander le circuit de déclenchement (74) ce dernier assurant la transmission de courants en sens opposés dans un mandrin et à une tension réduite successivement afin que le mandrin soit démagnétisé, et un dispositif (64) réglable manuellement, commandant le circuit de déclenchement et pouvant travailler dans une plage comprise entre des points bas et élevé et commandé par réglage à un point prédéterminé de la gamme de manière qu'il assure l'application d'une tension de la source électrique au mandrin avec une valeur qui est une portion de la valeur prédéterminée de la tension de la source proportionnellement au réglage du dispositif réglable manuellement, dans sa plage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande comporte un dispositif de redressement (70, 74) destiné à transformer le courant alternatif en un courant unidirectionnel et à le transmettre aux primaires des ensembles, et le dispositif à portes réglable manuellement est destiné à régler le courant unidirectionnel transmis dans le circuit de commande aux primaires et ainsi le courant unidirectionnel transmis à l'électro-aimant dans le circuit d'alimentation. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à portes réglable manuellement est destiné à transmettre le courant unidirectionnel aux primaires sous forme d'impulsions espacées. 4. Appareil selon la revendication 3, dans lequel le circuit de déclenchement (74) et le dispositif à portes forment, pour chaque ensemble de transformateurs (50, 52), des impulsions ayant des intervalles les séparant de durée au moins égale à celle des impulsions elles-mêmes, si bien que des impulsions peuvent être transmises dans chacun des sens sans interférence avec les impulsions transmises dans l'autre sens. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la durée des intervalles compris entre les impulsions, dans chaque sens, est supérieure à celle des impulsions individuelles si bien qu'il existe des espaces entre des impulsions adjacentes en sens opposés. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de déclenchement (74) comporte un circuit de pilotage (78) qui comprend plusieurs résistances (86) montées en série, et le dispositif de commande du circuit de pilotage comprend un potentiomètre (64) réglable à la main et un condensateur, le potentiomètre et le condensateur étant destinés à déterminer le nombre-de résistances mises en circuit et ainsi à déterminer la valeur de la tension appliquée aux transformateurs. 7. Appareil selon la revendicatin 6, caractérisé en ce que le dispositif à résistances (86) comprend plusieurs résistances, et le potentiomètre et le condensateur sont destinés à déterminer la valeur de la résistance par détermination des résistances individuelles mises en circuit. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de commande est destiné à prédéterminer une tension maximale correspondant au réglage du potentiomètre (64) et à appliquer cette tension prédéterminée aux deux transformateurs, si bien que, dans les étapes de démagnétisation, la tension appliquée au mandrin, dans la première étape, est au moins aussi faible que la tension maximale et, dans les étapes restantes, elle est inférieure à cette tension maximale. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de commande comprend un dispositif de détection à transistors destiné à régler les impulsions transmises au transformateur à la suite de la détection du niveau de tension du circuit de pilotage. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de commande comprend un circuit oscillateur (125), et ce dernier comporte un dispositif destiné à prédéterminer la durée des impulsions transmises au transformateur et des intervalles entre les impulsions.