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La présente invention concerne les appareils de galvanoplastie, et plus particulièrement ceux dans lesquels des champs de courant alternatif à haute fréquence sont supperposés à un champ de courant continu dans un bain de' galvanoplastie.
Le dépôt d'un métal par galvanoplastie sur un objet donné implique l'immersion dans un électrolyte de l'objet qui doit être recouvert et le pas'sage d'un courant électrique à travers l'électrolyte entre l'objet et une autre électrode qui est également immergée dans 1?électrolyte. L'électrolyte
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contient un métal qui doit être déposé par-électrolyse, et on peut ajouter à l'électrolyte une quantité supplémentaire de métal à déposer, soit en ajoutant à l'électrolyte des quantités supplémentaires d'un sel du métal soit, dans certains cas, en employant une électrode faite d'un métal qui fournira le métal à la solution d'électrolyte lorsqu'elle sera soumise aux courants continus utilisés dans le procédé de galvanoplastie.
Il est très avantageux de superposer un champ de courant alternatif au champ de courant continu pour améliorer fortement le dépôt. Il a été également trouvé très avantageux d'employer une pluralité de champs de courant alternatif de fréquences différentes.
L'un des objets principaux de la présente invention est de prévoir un appareil perfectionné pour engendrer et appliquer à un bain de galvanoplastie des champs de-courant alternatif.
Selon la présente invention, l'objet qui doit être recouvert par galvanoplastie et l'électrode de galvanoplastie sont immergés dans un électrolyte, et l'objet et l'électrode sont connectés à une source appropriée de courant continu.
L'objet et l'électrode sont également accouplés à une source de courant à haute fréquence. Selon un trait caractéristique spécifique de l'invention, la source de courant à haute fréquence est connectée en parallèle à la source de courant continu, et cela de préférence à travers au moins un condensateur en série.
Un autre trait caractéristique importent de la présente invention réside en la production de deux courants
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à haute fréquence; de fréquences différentes. Selon ce trait caractéristique, on emploie, un seul oscillateur pour appliquer simultanément deux fréquences différentes, afin d'éliminer ainsi la nécessité d'avoir deux oscillateurs séparés. Ce résultat très avantageux est obtenu en employant un degré de couplage relativement élevé entre une bobine de circuit oscillant et une bobine accouplée au bain de galvanoplastie.
La présente invention concerne d'autres traits caractéristiques et avantages plus spécifiques qui deviendront plus apparents de la description détaillée qui suit en se reportant au dessin ci-joint dans lequel la figure unique est une vue schématique comprenant un schéma des connexions et un réservoir de galvanoplastie qui lui est connecté.
Dans ce dessin, le chiffre de référence 10 désigne une électrode qui est immergée dans un électrolyte et le chiffre 11 représente un réservoir ; 12 est l'objet qui doit être recouvert par galvanoplastie et qui est également immergé dans le bain de galvanoplastie. A titre d'exemple, la galvanoplastie peut être réalisée avec un bain de chromage, l'électrode 10 ayant la forme d'une anode de plombet l'objet 12 étant en laiton pour constituer une cathode. Comme autre exemple, l'électrolyte peut contenir du zinc, l'électrode 10 étant une anode de zinc et l'électrode 12 étant une cathode en laiton. Comme autre exemple, la galvanoplastie peut être réalisée dans un électrolyte renfermant du cuivre, l'électrode 10 étant en cuivre et l'objet 12 étant en laiton.
Pour réaliser l'opération de galvanoplastie, on applique un champ de courant continu au bain de.galvanoplastie et des champs de haute fréquence sont superposés au champ de
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courant continu Les meilleurs résultats sont obtenus en employant au moins deux champs de haute fréquence dont les fréquences exprimées en longueurs dtondes dans l'air, ont une valeur de 1,8 à 16 mètres, et qui différent entre eux d'une valeur de 2 à 40% de leur longueur d'onde moyenne. De préférence les fréquences ont une valeur de 3,5 à 6,5 mètres et différent l'une de l'autre d'une valeur de 5 à 20 % de leur longueur d'onde moyenne. Cependant, il est possible d'employer des fréquences en dehors de ces limites.
Pour employer le champ à courant continu au trajet de galvanoplastie, l'anode 10 est connectée au moyen d'un conducteur 17 et d'un ampèremètre 18 à l'une des bornes 19 d'une source 20 de courant continu dont une deuxième borne 21 est connectée par un conducteur 22 à la cathode 12. La source 20 pourra être une source quelconque de coura.nt constant ou pulsatoire. Des batteries pourront être employées ou bien, lorsqu'on dispose d'un courant alternatif normal à 25,50 ou 60 cycles, il sera en général préférable de prévoir des redresseurs pour transformer le courant alternatif en courant continu.
Pour appliquer un champ de haute fréquence au trajet de galvanoplastie, certains points des conducteurs 17 et 22 sont respectivement connectés par des condensateurs de couplage 23 et 24 aux bornes d'une bobine 25 qui peut avoir un condensateur de syntonisation variable 26 qui lui est connecté en parallèle. La bobine 25 est accouplée par induction à une bobine oscillante 27 d'un oscillateur désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 28, qui comprend un tube triode à vide 29 ayant une plaque ou anode 30, une grille de
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contrôle 31 et une cathode ou filament 32 directement chauffé.
L'oscillateur peut être du type "Hartley" alimenté en série, et la plaque 30 est connectée à l'une des extrémités de la bobine 27 avec la grille 31, et est connectée à l'autre extrémité de la bobine 27 à travers un condensateur de blocage 33 à courant continu avec le voltage d'alimentation d'une plaque entre un point de prise 34 sur la bobine 27 et le filament 32
Une source de courant continu pourra être employée pour l'alimentation de la plaque, mais de préférence on emploiera une alimentation à courant alternatif afin d'éliminer la nécessité d'employer des redresseurs.
Plus particulièrement, le filament 32 est connecté à l'une des bornes d'un enroulement secondaire 35 à voltage élevé d'un transformateur 36,et le point de prise 34 est relié par une bobine de choc 37 à l'autre borne de l'enroulement 35.
Pour chauffer le filament 32, l'un de ses côtés est connecté à l'un des côtés d'un éuroulement secondaire 38 d'un transformateur 39, l'autre côté du filament étant connecté à tra.vers un ampéremètre 40 et un Rhéostat 41 de l'autre côté de l'enroulement 38. Les transformateurs 36 et 39 possèdent des enroulements primaires 42 ét 43 connectés en parallèle aux bornes 44 et 45 qui peuvent être connectées à une source appropriée de courant alternatif, par exemple à une source de courant à 220 volts, 60 cycles.
Une polarisation de résistance de fuite de la grille estde préférence utilisée pour l'oscillateur 28 afin d'assurer un démarrage automatique, la grille 31 étant connectée par l'intermédiaire de la combinaison parallèle d'une résistance 46
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et d'un condensateur 47 au filament 32.
Puisque- la bobine 23 est syntonisée par le condensateur 26, il n'est pas nécessaire de syntoniser la bobine 27. Cependant, dans certaines circonstances,, il peut être désirable de connecter un condensateur variable48 à travers la bobine 27.
On se rendra compte qu'avec le circuit oscillant décrit jusqu'à présent, on peut facilement appliquer au bain de galvanoplastie un champ de haute fréquence d'une seule fréquence. Pour appliquer un champ de haute fréquence de fréquence /différente, on peut employer un oscillateur séparé.
Cependant, selon un trait caractéristique important de la présente invention, l'oscillateur 28 est employé pour appliquer simultanément deux fréquences différentes au bain de galvanoplastie afin d'éliminer ainsi la nécessité d'avoir deux oscillateurs distincts.
Il a été trouvé que ce résultat fort avantageux est obtenu en employant un couplage relativement élevé entre les bobines 25 et 27. On pense qu'un couplage élevé a pour résultat la production de deux fréquences parce que lorsque deux circuits de résonance sont accouplés entre eux avec un coefficient de couplage dépassant une certaine valeur, deux sommets résonnants existeront à des fréquences respectivement au-dessus et en-dessous de la fréquence à laquelle les circuits sont syntonisés (ce qui est mention- né ci-dessus comme "fréquence moyenne"). Le circuit oscil- lant peut ainsi posséder le degré le plus grand d'amplifi- cation à deux fréquences différentes et peut simultanément
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travailler aux deux fréquences.
Si la sortie de l'oscillateur est examinée sur un oscilloscope par exemple l'onde aura la même forme générale que celle produite par l'addition de deux ondes sinusoïdales.
Ainsi qu'il est bien connu, les fréquences de "battement" peuvent être produites à partir d'ondes de deux fréquences différentes et de telles fréquences de battement sont produites par l'oscillateur du système selon la présente invention.
Il est à noter que plus le degré de couplage est grand, plus la paire de sommets résonnants est proéminante, et plus l'écqrtement ou la différence de fréquences entre eux est grand.
Ainsi, la relation des deux fréquences peut être réglée en réglant l'accouplement entre les bobines 25 et 27.
Dans la pratique, l'accouplement est généralement réglé jusqu'à obtenir la performance optimum. En tout cas, l'accouplement doit être tel que l'inductance mutuelle calculée en henrys est appréciablement plus grande que R1R2,où R1 est la résistance w d'une bobine en ohms, R2 est la résistance de l'autre bobine en ohms, et w est égal à 2 T F, f étant la fréquence de syntonisation en cycles par seconde.'Un accouplement-tel que M = R1R2 est w désigné en général sous le nom de "accouplement critique" et par conséquent l'accouplement doit être appréciablement plus grand que l'accouplement critiquée
A titre d'exemple et nullement de manière restrictive, les condensateurs 23 et 24 peuvent avoir chacun une capacité de 2000 micro-microfarads ;
la capacité 26 peut avoir une valeur maxima de 125 micro-microfarads ; la capacité 33 peut être constituée par deux capacités à vide, chacune ayant une valeur de de 250 micro-microfarads ; la capa.cité 47 peut avoir une valeur de 10.000 ohms ; le voltage développé à travers le secondaire 35
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peut être de 5000 volts "RS; et le tube 29 peut. être un tube à vide élevé refroidi à l'air avec une sortie d'une puissance maximum de 2000 watts. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, la capacité 48 n'est pas nécessaire.
L'un des traits caractéristiques spécifiques de la présente invention est que la source de courant à haute fréquence est connectée en parallèle à la source de courant continu. On pourrait employer un accouplement .en série, mais cela nécessi- tera.it une source de courant continu à impéda.nce interne aux courants à haute fréquence, très basse pour obtenir un fonction- nement efficient. Cela est difficile à réaliser, plus particu- lièrement avec les conducteurs relativement longs, employés d'habitude pour connecter la source de courant continu aux électrodes.
Avec un accouplement en,parallèle tel que montré, l'impédance du trajet de courant à haute fréquence à travers le bain de galvanoplastie doit être de loin inférieur à l'impédance du trajet à travers la source de courant continu. Avec des conducteurs de longueur appréciable, tels que ceux généralement employés por connecter la source de courant continu au bain de galvanoplastie, cela est obtenu dans une certaine mesure en connectant simplement la source de courant à haute fréquence à des points sur les conducteurs 17,22 tout près de l'anode 10 et de la cathode 12. Si lon désire, on peut en plus prévoir des bobines de choc entre les bornes de la source de courant continu et les points auxquels la source de courant à haute fréquence est connectée.
Les positions de connexion de la source de courant à haute fréquence aux conducteurs 17,22 peuvent être réglées pour
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obtenir un accouplement optimum avec le bain. Avec des fréquences entre les limites précédemment spécifiées, les conducteurs 17,22 peuvent former une canalisation de transmission de longueur appréciable par rapport à une seule longueur d'onde, et en déplaçant les points des connexions aux conducteurs 17,22 on peut trouver des points de résonance et d'antirésonance (noeuds et anti-noeuds) et en employant les points résonnants on peut obtenir un accouplement optimum.
Dans de nombreux cas, on peut trouver des points auxquels le trajet du courant à haute fréquence à travers le bain est résonnant, le trajet à haute fréquence à travers la source de courant continu étant anti-résonnant de manière à obtenir un couplage idéal.
Il est entendu que diverses modifications et variations peuvent être apportées sans sortir des principes et de la portée de la présente invention.
En résumé
La présente invention concerne des appareils de galvanoplastie dans lesquels il a été trouvé désirable de superposer une pluralité de champs de courants alternatifs de haute fréquence et de fréquences différentes,- à un champ de courant continu dans un bain de galvanoplastie. L'invention concerne plus particulièrement le circuit et les moyens pour la production de courants de haute fréquence. Selon le trait caractéristique le plus important, un seul circuit oscillant @ comprenant une bobine oscillante 27 est accouplé, inductivement à une bobine (25). laquelle à son tour est accouplée aux électrodes (10,12) du bain, à travers des capacités (23, 24) Il a été trouvé qu'en employant un degré élevé de coupla.ge entre les. bobines 25 et 27 (supérieur au couplage critique), on engendre deux fréquences différentes.
Ce phénomène est décrit ci-dessus dans la spécification.
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Un trait caractéristique secondaire consiste en 1 emploi d'une capacité ou de capacités, telles que les capacités 23,24, pour accoupler la source de courant à haute fréquence aux électrodes en qui sont mises/parallèle par rapport à la source de courant continu.
Il est à noter qu'on pourrait croire que cet arrangement serait insatisfaisant par le fait que la source de courant continu ayant une basse impédance aux fréquences élevées, pourrait mettre en court-circuit la source à haute fréquence et qu'il serait par conséquent désirable de connecter en série la source de fréquence élevée avec la source de courant continu. Cependant, il a été trouvé que les fréquences employées sont suffisamment élevées de sorte que les conducteurs employés pour connecter la source de courant continu présentent une impédance fortement inductive, et que par conséquent il n'y a pas de court-circuitage, et pour cette raison également une connexion en série ne serait pas satisfaisante
REVENDICATIONS.
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