EP0959515A1 - Procédé de fabrication de coudes pour guides d'ondes hyperfréquence, et coudes obtenus selon le procédé - Google Patents

Procédé de fabrication de coudes pour guides d'ondes hyperfréquence, et coudes obtenus selon le procédé Download PDF

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EP0959515A1
EP0959515A1 EP98460015A EP98460015A EP0959515A1 EP 0959515 A1 EP0959515 A1 EP 0959515A1 EP 98460015 A EP98460015 A EP 98460015A EP 98460015 A EP98460015 A EP 98460015A EP 0959515 A1 EP0959515 A1 EP 0959515A1
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Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of elbows for microwave waveguides rectangular.
  • Elbows for microwave waveguides rectangular serve to ensure changes of direction at 90 °, approximately, or less, both in plane E containing the electric field only in the H plane containing the magnetic field.
  • elbows exist at this day, of which a first type consisting of a tube of curved rectangular section, at the ends of which are attached by welding the connection flanges.
  • a monolithic version of this type of elbow is produced by molding, using the so-called wax process lost. In both cases, the cost of production is relatively high.
  • Another type of elbow is obtained from two complementary rooms in each of which a half-tunnel the entire length of the elbow is hollowed out from a flat connection face, the two half-tunnels then being placed opposite and the two parts joined together by means of a plurality of screws.
  • bends including the tunnel, side exterior of change of direction, presents a pan transition with a succession of steps or bleachers.
  • the invention comes from research carried out relative to bends for waveguides rectangular microwave in order to reach the following objectives: simplicity of manufacture inducing an attractive cost price; good reproducibility to allow productions of mass within tight tolerances; good aptitude for miniaturization by elimination as best as possible space constraints other than inherent to functional dimensions.
  • the invention consists of a method of fabrication of a waveguide bend rectangular microwave, which elbow has a internal tunnel formed by two straight sections joining by defining a dihedral inside side of the change of direction, and opposite the summit of said dihedral, outside side of the change of direction, a stepped transition section, characterized in that it consists of making by machining in a block, from two sides of said block forming the elbow connection ends, two bores rectangular meeting so as to define, in their meeting place, said dihedral on the inner side of the change of direction, and said transition pan to steps on the outside of the change of direction.
  • said bores are advantageously achievable by the technique of milling that offers a degree of precision totally satisfactory for the intended applications (frequencies from 10 to 20 GHz) and which would remain sufficient far beyond of these frequencies (at least up to 60 GHz).
  • FIGs. 1 and 2 illustrate the invention by representation of an elbow C for rectangular microwave waveguide, in the case of an orthogonal elbow with change of direction in plane E (containing the field electric) corresponding to the height b of the guide, and made of a conventional material such as alloy aluminum.
  • Elbow C consists of a parallelepiped block 1 having two orthogonal connecting faces, respectively F1 and F2, between which was machined the internal guide tunnel T.
  • this consists of two orthogonal bores A1, A2 of section rectangular (a, b), formed respectively from faces F1 and F2, and which join in defining, inner side of the change of direction, Fig. 2, a right dihedron with vertex S, and outer side of the change of direction, a transitional cutaway P substantially at 45 ° opposite the vertex S, and consisting of a succession of G steps.
  • the steps G are straight steps, which therefore each have a wall parallel to the walls of width a of the bore A1, and a wall parallel to the walls of width a of bore A2.
  • the elbow C is advantageously produced by milling, for example according to a machining process in which is carried out first bore A1 with a bottom stepped on one of its sides to constitute the whole steps G, after which bore A2 is made.
  • the machining of hole A1 can be stopped at level of the first tier, i.e. the highest tier high in it, or at a level intermediate, and make the remaining steps during the machining of bore A2.
  • Fig. 3 represents an elbow of the same design that the elbow C previously described, which presents all the characteristics and, therefore, has the same references, with the sign premium.
  • the elbow C ' is also achievable by milling, as explained in the previous paragraph, and it differs in fact from the elbow C only in that its G 'steps are considerably increased in number by compared to that of the steps G, their dimensions are finding of course decreased by as much as the shows the succession of parallel fine mixed lines schematically representing the machining increments in one dimension; so that the pan of transition P 'becomes a flat wall, or more exactly is comparable in practice to a wall plane in which the steps G 'no longer have as effect than giving it a certain roughness.
  • Fig. 4 illustrates another advantage of the invention, which makes it possible to combine several elbows in the form of several guide tunnels T1, T2 machined side by side in a single block 10.

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Abstract

Pour fabriquer un coude (C) comportant un tunnel interne (T) formé de deux tronçons rectilignes se rejoignant en définissant un dièdre côté intérieur du changement de direction, et à l'opposé, un pan de transition (P) à gradins (G), le procédé selon l'invention consiste à réaliser par usinage dans un bloc (1), à partir de deux faces de raccordement (F1, F2), deux alésages rectangulaires (A1, A2) se rejoignant de manière à définir, en leur lieu de rencontre, ledit dièdre côté intérieur du changement de direction, et ledit pan de transition (P) à gradins côté extérieur du changement de direction.

Description

La présente invention concerne la fabrication de coudes pour des guides d'ondes hyperfréquence rectangulaires.
Les coudes pour guides d'ondes hyperfréquence rectangulaires servent à assurer des changements de direction à 90°, environ, ou moins, tant dans le plan E contenant le champ électrique que dans le plan H contenant le champ magnétique.
Plusieurs conceptions de coudes existent à ce jour, dont un premier type consistant en un tube de section rectangulaire cintré, aux extrémités duquel sont rapportées par soudure des brides de raccordement. Une version monolithique de ce type de coude est fabriquée par moulage, selon le procédé dit de la cire perdue. Dans les deux cas, le coût de production est relativement élevé.
Un autre type de coude est obtenu à partir de deux pièces complémentaires dans chacune desquelles un demi-tunnel de toute la longueur du coude est creusé à partir d'une face plane de raccordement, les deux demi-tunnels étant ensuite placés en vis-à-vis et les deux pièces réunies au moyen d'une pluralité de vis. Sont réalisés de cette façon des coudes dont le tunnel, côté extérieur du changement de direction, présente un pan de transition présentant une succession de marches ou gradins. Cette conception permet d'utiliser des technologies d'usinage simples et efficaces telles que fraisage, mais en revanche, l'assemblage par vis des deux pièces peut induire des défauts de coïncidence entre les deux demi-tunnels qui, aussi intimes soient-ils, peuvent avoir des effets néfastes, et d'autre part, les vis d'assemblage, qui doivent être en nombre suffisant pour assurer une liaison satisfaisante, occupent un volume non négligeable de la matière des deux pièces et font donc obstacle à la miniaturisation que l'on recherche pour la plupart des applications.
L'invention procède d'une recherche menée relativement à des coudes pour guides d'ondes hyperfréquence rectangulaires en vue d'atteindre les objectifs suivants : simplicité de fabrication induisant un prix de revient intéressant ; bonne reproductibilité pour permettre des productions de masse dans des tolérances serrées ; bonne aptitude à la miniaturisation par élimination au mieux des contraintes d'encombrement autres qu'inhérentes aux dimensions fonctionnelles.
A cet effet, l'invention consiste en un procédé de fabrication d'un coude pour guide d'ondes hyperfréquence rectangulaire, lequel coude comporte un tunnel interne formé de deux tronçons rectilignes se rejoignant en définissant un dièdre côté intérieur du changement de direction, et en vis-à-vis du sommet dudit dièdre, côté extérieur du changement de direction, un pan de transition à gradins, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser par usinage dans un bloc, à partir de deux faces dudit bloc formant les extrémités de raccordement du coude, deux alésages rectangulaires se rejoignant de manière à définir, en leur lieu de rencontre, ledit dièdre côté intérieur du changement de direction, et ledit pan de transition à gradins côté extérieur du changement de direction.
Pourvu que les gradins dudit pan de transition soient des gradins droits, lesdits alésages sont avantageusement réalisables par la technique du fraisage qui offre un degré de précision totalement satisfaisant pour les applications visées (fréquences de 10 à 20 GHz) et qui resterait suffisant bien au-delà de ces fréquences (au moins jusqu'à 60 GHz).
D'autre part, dans le coude monolithique ainsi réalisé, l'intégralité du volume de matière restante devient disponible pour recevoir des vis de fixation aux éléments auxquels il sera raccordé, ce qui permet une réduction maximale de ce volume de matière et donc de l'encombrement global du coude.
Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels :
  • la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un coude réalisé conformément à la présente invention ;
  • la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Fig. 1 ;
  • la Fig. 3 est une vue semblable à la Fig. 2 représentant un second exemple de réalisation de coude réalisé conformément à la présente invention ; et
  • la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'un bloc comportant deux coudes réalisés conformément à la présente invention.
    • Considérant d'abord les Figs. 1 et 2, elles illustrent l'invention par représentation d'un coude C pour guide d'ondes hyperfréquence rectangulaire, s'agissant d'un coude orthogonal à changement de direction dans le plan E (contenant le champ électrique) correspondant à la hauteur b du guide, et réalisé en un matériau classique tel qu'alliage d'aluminium.
    Le coude C consiste en un bloc parallélépipédique 1 présentant deux faces orthogonales de raccordement, respectivement F1 et F2, entre lesquelles a été usiné le tunnel interne de guidage T. En pratique, celui-ci consiste en deux alésages orthogonaux A1, A2 de section rectangulaire (a, b), formés respectivement à partir des faces F1 et F2, et qui se rejoignent en définissant, côté intérieur du changement de direction, Fig. 2, un dièdre droit de sommet S, et côté extérieur du changement de direction, un pan coupé de transition P sensiblement à 45° en vis-à-vis du sommet S, et constitué par une succession de gradins G. Les gradins G sont des gradins droits, qui présentent donc chacun une paroi parallèle aux parois de largeur a de l'alésage A1, et une paroi parallèle aux parois de largeur a de l'alésage A2.
    Le coude C est avantageusement réalisé par fraisage, selon par exemple un processus d'usinage dans lequel on réalise d'abord l'alésage A1 avec un fond étagé sur un de ses côtés pour constituer l'ensemble des gradins G, après quoi on réalise l'alésage A2. En variante, on peut arrêter l'usinage de l'alésage A1 au niveau du premier gradin, à savoir le gradin le plus haut dans celui-ci, ou au niveau d'un gradin intermédiaire, et réaliser les gradins restants lors de l'usinage de l'alésage A2.
    La Fig. 3 représente un coude de même conception que le coude C précédemment décrit, qui en présente l'ensemble des caractéristiques et, de ce fait, présente les mêmes références, assorties du signe prime. Le coude C' est également réalisable par fraisage, comme explicité au précédent paragraphe, et il ne diffère en fait du coude C qu'en ce que ses gradins G' sont en nombre considérablement augmenté par rapport à celui des gradins G, leurs dimensions se trouvant bien entendu diminuées d'autant comme le montre la succession de traits mixtes fins parallèles représentant schématiquement les incréments d'usinage dans une dimension ; de telle sorte que le pan de transition P' devient une paroi plane, ou plus exactement est assimilable en pratique à une paroi plane dans laquelle les gradins G' n'ont plus comme effet que de lui conférer une certaine rugosité.
    La Fig. 4 illustre un autre avantage de l'invention, qui permet d'associer plusieurs coudes sous la forme de plusieurs tunnels de guidage T1, T2 usinés côte à côte dans un unique bloc 10.
    Il va de soi que la description ci-dessus relative à de coudes destinés à des changements de direction dans le plan H vaut également pour des coudes destinés à des changements de direction dans le plan E qui sont réalisables exactement de la même façon.

    Claims (6)

    1. Procédé de fabrication d'un coude pour guide d'ondes hyperfréquence rectangulaire, lequel coude comporte un tunnel interne (T) formé de deux tronçons rectilignes se rejoignant en définissant un dièdre côté intérieur du changement de direction, et en vis-à-vis du sommet (S ou S') dudit dièdre, côté extérieur du changement de direction, un pan de transition (P ou P') à gradins (G ou G'), caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser par usinage dans un bloc (1 ou 1'), à partir de deux faces (F1, F2 ou F'1, F'2) dudit bloc formant les extrémités de raccordement du coude, deux alésages rectangulaires (A1, A2 ou A'1, A'2) se rejoignant de manière à définir, en leur lieu de rencontre, ledit dièdre côté intérieur du changement de direction, et ledit pan de transition (P ou P') à gradins côté extérieur du changement de direction.
    2. Procédé selon la revendication 1, pour la fabrication d'un coude orthogonal (C ou C'), caractérisé en ce que le tunnel (T ou T') est usiné par fraisage, les gradins (G ou G') étant des gradins droits réalisés lors du fraisage de l'un des alésages (A1 ou A'1).
    3. Procédé selon la revendication 1, pour la fabrication d'un coude orthogonal (C ou C'), caractérisé en ce que le tunnel (T ou T') est usiné par fraisage, les gradins (G ou G') étant des gradins droits réalisés pour partie lors du fraisage de l'un des alésages (A1 ou A'1), et pour la partie restante lors du fraisage de l'autre alésage (A2 ou A'2).
    4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pan de transition (P') est réalisé en un nombre élevé de gradins (G') de petites dimensions, de manière à ce qu'il soit une paroi quasiment plane.
    5. Coude pour guide d'ondes hyperfréquence rectangulaire, caractérisé en ce qu'il est obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3.
    6. Ensemble de plusieurs coudes pour guide d'ondes hyperfréquence rectangulaire, réunis en une seule pièce, caractérisé en ce qu'il comprend dans un bloc monolithique (10) des tunnels de guidage (T1, T2) obtenus par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3.
    EP98460015A 1998-05-20 1998-05-20 Procédé de fabrication de coudes pour guides d'ondes hyperfréquence, et coudes obtenus selon le procédé Withdrawn EP0959515A1 (fr)

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