Brevet FR2793066A1 — publié le 20001103

La présente invention concerne un procédé pour la démagnatisation de produits ferromagnétiques de faible épaisseur, ou à parois de faible épaisseur, mais pouvant occuper un volume important, tels que conteneurs, ossatures mécanosoudées, caissons métalliques ou bandes d'alliages isolées électriquement les unes des autres, dans lesquels les courants de Foucault ne peuvent se développer. Cette invention a aussi pour objet un dispositif de démagnétisation de tels produits, mettant en oeuvre ledit procédé. Dans l'industrie mécanique et métallurgique notamment, il est nécessaire, dans certains cas, de procéder à ces opérations de démagnétisation, en vue d'obtenir la neutralité magnétique de produits, pièces ou organes, de manière à éliminer tout risque d'attraction et de retenue de limailles ou poussières ferromagnétiques, nuisibles au bon fonctionnement ou à la bonne présentation de ces produits, pièces ou organes. L'exemple le plus typique concerne les roulements à billes, qui pourraient être pollués lors de leur montage, mais on peut également citer les injecteurs de moteurs diesel qui gardent des particules métalliques lors de leur nettoyage en machine, et qui se bouchent en service. De plus, si de tels produits, pièces ou organes sont groupés et transportés dans des conteneurs, ces produits, pièces ou organes se trouvent remagnétisés si le conteneur est lui-même magnétisé, d'o l'utilité de pouvoir aussi démagnétiser des conteneurs. Tous les éléments métalliques soudés par bombardement d'électrons doivent aussi être parfaitement démagnétisés, sinon le jet d'électrons est dévié et la soudure est déplacée. Egalement avant de procéder à un dépôt électrolytique décoratif, il est préférable de faire subir une démagnatisation aux pièces à traiter, car sinon des poussières ferromagnétiques peuvent être retenues et créer des irisations inesthétiques.... D'une façon générale, pour supprimer le magnétisme résiduel aussi appelé magnétisme rémanent, il existe des dispositifs dits démagnétiseurs qui procèdent tous selon le même principe, à savoir engendrer dans la matière magnétisée des cycles d'hystérésis décroissants, par des champs magnétiques alternatifs et dégressifs. Sur le plan industriel, les dispositifs de démagnétisation se répartissent en deux catégories principales, à savoir respectivement les plateaux démagnétiseurs et les tunnels démagnétiseurs. Dans un plateau démagnétiseur, un circuit magnétique feuilleté en tôles au silicium contient une bobine en fil de cuivre émaillé, alimentée par le courant alternatif du réseau. Le champ magnétique du plateau est donc alternatif et possède un maximum d'intensité au centre de son noyau métallique. La pièce à démagnétiser est déplacée latéralement sur la face supérieure du circuit magnétique, de telle sorte que chaque partie de cette pièce passe par la zone de maximum d'intensité du champ, puis s'en éloigne. On soumet ainsi la matière à des champs magnétiques alternatifs et dégressifs, ce qui provoque sa désaimantation. De tels dispositifs démagnétiseurs conviennent pour des pièces dont l'épaisseur peut atteindre à 50 mm. Par contre ces dispositifs ne sont pas adaptés à des produits unitaires de volume important, ou à des produits groupés représentant au total un volume important. Un tunnel démagnétiseur comprend une bobine en fils émaillés alimentée en courant alternatif, qui crée un champ magnétique alternatif important dans sa section, mais décroissant très rapidement dès que l'on s'éloigne du dispositif. Toute pièce qui traverse le tunnel, ou qui est amenée jusqu'au centre de sa bobine puis ressortie, subit un champ alternatif dégressif et se démagnétise. Les tunnels démagnétiseurs alimentés par le réseau possèdent deux inconvénients: - D'une part, ils consomment une énergie réactive très importante, et les ampérages sont prohibitifs dès que l'on dépasse une section de 0,5 m2. - D'autre part, ils ne démagnétisent pas les pièces ferreuses massives, en raison de la naissance de courants de Foucault, en réponse à la variation de flux magnétique; seul l'extérieur d'une pièce massive est démagnétisé, mais jamais l'intérieur (effet de peau). Pour pallier à cet effet, qui provient de la rapidité avec laquelle le champ démagnétisant alterne, on peut utiliser une fréquence plus basse, mais les variateurs de fréquence de grande puissance sont chers. On peut aussi créer, dans la bobine du tunnel démagnétiseur, un succession de tensions alternées et dégressives, chacune d'un temps suffisamment long pour que le courant s'établisse en régime continu. Dans ce dernier cas, la pièce à démagnétiser est immobilisée, et c'est la valeur adaptée des tensions qui effectue la décroissance du champ magnétique. Dans le cas de produits de faible épaisseur, tels que tôles ou bandes, ou de structures formées de composants minces tels que tôles ou cornières, les courants de Foucault ne peuvent se développer. Par contre, la conception classique des tunnels démagnétiseurs ne permet pas, avec une puissance raisonnable, d'intéresser un produit unitaire volumineux, ou des produits groupés dont l'ensemble est volumineux, compte tenu de la limitation de la section de passage de ces tunnels démagnétiseurs, déjà indiquée plus haut. La présente invention vise à pallier cet inconvénient, et elle a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif pour la démagnétisation de produits de faible épaisseur mais pouvant occuper un volume important, ceci d'une manière efficace, avec mise en oeuvre de moyens économiques. A cet effet, I'invention a essentiellement pour objet un procédé pour la démagnétisation de produits ferromagnétiques de faible épaisseur, le procédé consistant à envoyer, dans au moins un bobinage entourant une zone o sont placés le ou les produits à démagnétiser, des impulsions de courant électrique réparties en trains d'impulsions successifs qui comprennent chacun un nombre entier d'impulsions successives très courtes et de même signe, en faisant alterner des trains d'impulsions positives et des trains d'impulsions négatives, les intensités des trains d'impulsions étant décroissantes dans le temps, depuis le premier train d'impulsions jusqu'au dernier train d'impulsions. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour la démagnétisation. de produits ferromagnétiques de faible épaisseur, pour la mise en oeuvre du procédé de démagnétisation défini ci-dessus. Ce dispositif est du genre "tunnel démagnétiseur", et il comprend au moins un bobinage entourant une zone prévue pour recevoir lesdits produits à démagnétiser, le ou chaque bobinage étant relié à un groupe d'alimentation, lui-même raccordable à un réseau de distribution de courant alternatif, et conçu pour envoyer vers le ou chaque bobinage des impulsions de courant électrique réparties en trains d'impulsions successifs qui comprennent chacun un nombre entier d'impulsions successives très courtes et de même signe, en faisant alterner des trains d'impulsions positives et des trains d'impulsions négatives, les intensités des trains d'impulsions étant décroissantes dans le temps, depuis le premier train d'impulsions jusqu'au dernier train d'impulsions. L'alimentation électrique d'un tel tunnel démagnétiseur est ainsi effectuée par un groupe qui maîtrise les instants et sens de passage du courant, et aussi l'intensité du courant, en créant des impulsions de courant d'intensité importante, par exemple de l'ordre de 300 ampères (pour les premières impulsions), mais avec des temps de passage tellement courts qu'un disjoncteur par exemple de 32 ampères ne déclenche pas. Il devient ainsi possible de réaliser un tunnel démagnétiseur de grande section, permettant d'activer en une seule fois, au cours d'un cycle de démagnétisation d'une durée par exemple de l'ordre de 20 secondes, une palette complète chargée de produits. La construction d'un tel tunnel, y compris son groupe d'alimentation, est économique (faible poids de cuivre) et les résultats, tels que l'ont démontré les essais effectués par le Demandeur, sont très satisfaisants. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé illustrant ce procédé de la démagnatisation, et représentant un dispositif pour sa mise en oeuvre, ainsi qu'une variante de ce dispositif. Figure 1 est une vue d'ensemble, très schématique, d'un tunnel démagnétiseur conforme à la présente invention, à bobinage unique; Figure 2 est un diagramme général montrant les trains d'impulsions envoyés dans le bobinage d'un dispositif selon l'invention, lors d'un cycle de démagnétisation; Figure 3, 4 et 5 sont des diagrammes montrant, de façon "dilatée", les formes des impulsions envoyées respectivement en début de cycle de démagnétisation, en milieu de cycle et en fin de cycle; Figure 6 est un diagramme général, similaire à la figure 5 mais illustrant le processus inverse de magnétisation; Figure 7 est une vue d'ensemble, très schématique, d'une autre forme de réalisation du dispositif démagnétiseur selon l'invention, à bobinages multiples. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un tunnel démagnétiseur, qui comprend un bobinage unique 1, de section rectangulaire et d'axe horizontal A, composé par exemple d'environ 50 spires 2 de câble électriquement conducteur ayant une section de 6 mm2. Le bobinage 1 entoure une zone libre 3 du genre "tunnel", formant un volume parallélépipédique pouvant recevoir une palette standard chargée de produits à démagnétiser sur une hauteur de 2 mètres maximum, par exemple. Le bobinage 1 est raccordé par des conducteurs 4 à un groupe d'alimentation électrique 5, lui-même raccordable à un réseau de distribution de courant alternatif, et prévu pour envoyer dans ce bobinage 1 des trains d'impulsions de courant capables de démagnétiser les produits concernés. La figure 2 illustre, sous la forme d'un diagramme général, les caractéristiques des trains d'impulsions envoyés successivement dans le bobinage, au cours d'un cycle complet de démagnétisation, le temps t étant porté en abscisses et l'intensité I en ordonnées. La démagnatisation est réalisée en envoyant, dans le bobinage 1, une succession de trains d'impulsions en nombre prédéfini, soit un premier train d'impulsions T1, un deuxième train d'impulsions T2,.....,. un dernier train d'impulsions Tn, le nombre total des trains d'impulsions pouvant être de l'ordre d'une dizaine à une vingtaine. Chaque train d'impulsions T1, T2,...., Tn comprend lui-même un nombre entier N d'impulsions de courant successives, toutes de même signe, ce nombre N pouvant être compris entre deux et dix impulsions. Par contre, le signe des impulsions alterne, d'un train d'impulsions au suivant: ainsi les N impulsions du premier train T1 sont toutes de signe positif, les N impulsions du deuxième train T2 sont toutes de signe négatif, les N impulsions du troisième train T3 sont de nouveau toutes de signe positif, et ainsi de suite. De plus, les intensités Il, I2, I3,...,In (en valeur absolue) des impulsions de courant sont décroissantes en fonction du temps t, depuis celles du premier train T1 jusqu'à celles du dernier train Tn, selon une loi de décroissance prédéfinie, par exemple une loi linéaire ou une loi parabolique. Les trains d'impulsions successifs T1, T2,..., Tn résultent des alternances du réseau, reçues et traitées par le groupe d'alimentation 5. En particulier, les trains d'impulsions positives peuvent provenir d'alternances positives successives issues du réseau, soit directement, soit par redressement, et de façon similaire, les trains d'impulsions négatives peuvent provenir d'alternances négatives successives issues du réseau. Dans chaque alternance, les temps de prélèvement de la tension alternative du réseau sont contrôlés par le groupe d'alimentation 5, notamment en étant rendus dégressifs d'un train d'impulsions au suivant, de manière à obtenir les trains d'impulsions possédant les caractéristiques décrites précédemment, en référence à la figure 2. Plus particulièrement, comme le montre la figure 3, au début du cycle de démagnétisation donc pour les premiers trains d'impulsions, le temps de prélèvement de la tension alternative est pratiquement égal à la demipériode T/2 de la tension alternative du réseau. Comme le montre la figure 4, en milieu de cycle de démagnétisation, le temps de prélèvement de la tension alternative est de l'ordre de la moitié de la demi-période T/2 de la tension alternative du réseau. Enfin, comme le montre la figure 5, en fin de cycle de démagnétisation, le temps de prélèvement de la tension alternative est faible, relativement à la demi-période T/2 de la tension alternative du réseau, et il tend vers zéro. L'utilisation du tunnel démagnétiseur est la suivante l'opérateur dépose la palette, portant le ou les produits à démagnétiser, dans la zone 3 du tunnel, et il déclenche le cycle de démagnétisation précédemment défini, lequel peut durer au total environ 20 secondes, chaque train d'impulsions ayant lui-même une durée de l'ordre du dixième de seconde. A l'issue de ce cycle, la palette peut être extraite de la zone 3, tous les produits qu'elle porte se trouvant alors démagnétisés. En se référant à la figure 6, on notera qu'avec le même dispositif, mais en déclenchant seulement le premier train d'impulsions T1, il est possible d'effectuer une opération inverse de magnétisation complète des produits. Le dispositif de démagnétisation, précédemment décrit, donne entière satisfaction pour la démagnétisation de produits tels que tôles, ossatures, fils ou bandes, disposés de telle sorte qu'ils forment un angle compris entre 0 et 60 , par rapport à la direction du champ magnétique du bobinage 1, donc par rapport à l'axe A. Toutefois, ce dispositif peut s'avérer insuffisant ou inadapté, pour des produits orientés différemment, par exemple des produits disposés verticalement, ou des produits orientés transversalement. Pour résoudre cette difficulté, il est encore proposé dans le cadre de la présente invention, comme le montre la figure 7, un dispositif de démagnétisation qui comprend une pluralité de bobinages entourant la zone 3, du genre "tunnel", prévue pour recevoir le ou les produits à démagnétiser. Le dispositif comprend un premier bobinage 1 d'axe horizontal A longitudinal, au moins un autre bobinage 6 d'axe vertical B, et au moins un autre bobinage 7 d'axe transversal C. En de qui concerne plus particulièrement les bobinages supplémentaires, il peut être prévu: - deux bobinages 6 d'axe vertical B, situés respectivement à la base et au sommet du "tunnel", et couplés entre eux; - deux bobinages 7 d'axe transversal C, situés respectivement sur les deux côtés du "tunnel", et eux aussi couplés entre eux. Pour l'utilisation de cette variante du dispositif, I'opérateur dépose encore la palette portant les produits à démagnétiser dans la zone 3, et il commande, successivement dans les trois bobinages 1, 6 et 7, la répétition d'un cycle de démagnétisation tel que précédemment défini. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre du procédé de démagnétisation, et aux seules formes d'exécution du dispositif de démagnétisation, qui ont été décrits ci- dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation, de mise en oeuvre et d'application respectant le même principe. En particulier, I'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant le nombre total des trains d'impulsions, ou le nombre des impulsions dans chaque train, ou encore le nombre des bobinages dans lesquels sont envoyés les trains d'impulsions. Dans le même ordre d'idées, I'invention est applicable à la démagnétisation de tous produits unitaires ou groupés, de faible épaisseur ou fabriqués à partir de constituants minces. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la démagnétisation de produits ferromagnétiques de faible épaisseur, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer, dans au moins un bobinage (1, 6, 7) entourant une zone (3) o sont placés le ou les produits à démagnétiser, des impulsions de courant électrique réparties en trains d'impulsions successifs (Ti, T2...., Tn) qui comprennent chacun un nombre entier (N) d'impulsions successives très courtes et de même signe, en faisant alterner des trains d'impulsions positives (T1, T3,...) et des trains d'impulsions négatives (T2, T4,....), les intensités (Il, I2,..., In) des trains d'impulsions étant décroissantes dans le temps (t), depuis le premier train d'impulsions (T1) jusqu'au dernier train d'impulsions (Tn). 2- Procédé de démagnétisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque train d'impulsions (T1, T2,..., Tn) comprend un nombre entier (N) d'impulsions successives, de même signe, compris entre deux et dix impulsions. 3 - Procédé de démagnétisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les impulsions de courant résultent des alternances du réseau, les trains d'impulsions positives (T1, T3,...) provenant d'alternances positives successives issues du réseau, et les trains d'impulsions négatives (T2, T4,...) provenant d'alternances négatives successives issues du réseau, les temps de prélèvement de la tension alternative du réseau dans chaque alternance, pour la formation desdites impulsions, étant dégressifs d'un train d'impulsions au suivant. 4 - Dispositif pour la démagnétisation de produits ferromagnétiques de faible épaisseur, pour la mise en oeuvre du procédé de démagnétisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, le dispositif étant du genre "tunnel démagnétiseur", caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bobinage (1, 6, 7) entourant une zone (3) prévue pour recevoir le ou les produits à démagnétiser, le ou chaque bobinage (1, 6, 7) étant relié à un groupe d'alimentation (5), lui-même raccordable à un réseau de distribution de courant alternatif, et conçu pour envoyer vers le ou chaque bobinage (1, 6, 7) des impulsions de courant électrique réparties en trains d'impulsions successifs (T1, T2, ., Tn) qui comprennent chacun un nombre entier (N) d'impulsions successives très courtes et de même signe, en faisant alterner des trains d'impulsions positives (T1, T3,...) et..CLMF: des trains d'impulsions négatives (T2, T4,...) les intensités (Il, I2.... . In) des trains d'impulsions étant décroissantes le temps, depuis le premier train, d'impulsions (T1) jusqu'au dernier train d'impulsions (Tn). 5 - Dispositif de démagnétisation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un bobinage unique (1), notamment d'axe horizontal (A), entourant la zone (3), du genre "tunnel", prévue pour recevoir le produits à démagnétiser. 6 - Dispositif de démagnétisation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de bobinages (1, 6, 7) entourant la zone (3), du genre "tunnel", prévue pour recevoir les produits à démagnétiser, notamment avec un bobinage (1) d'axe horizontal (A) longitudinal, au moins un autre bobinage (6) d'axe vertical (B), et au moins un autre bobinage (7) d'axe transversal (C), le groupe d'alimentation (5) étant prévu pour envoyer successivement des impulsions, selon le cycle précédemment défini, dans les différents bobinages (1, 6, 7).