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REGULATEUR D'EPAISSEUR DE DEPOT GALVANOPLASTIQUE.
La présente invention concerne un régulateur de l'épaisseur des dépôts galvanoplastiques et peut etre considérée comme complémentaire à l'invention décrite dans le brevet belge N . 485.234 de la' Demanderesse.
Le régulateur est spécialement destiné à maintenir l'épaisseur déterminée d'un dépôt d'étain électrolytique sur une bande qui. se déroule, en réglant le courant d'électrolyse appliqué à la bande. Quoique de tels régulateurs soient couramment utilisés, ils ne sont pas conçus de façon 'à être associés à un appareil de mesure de l'épaisseur du dépôt. Si 1-'on veut avoir une indication permamente de l'épaisseur de l'étain dépose, il faut donc pré- voir de l'appareillage supplémentaire.
L'invention a pour but de procurer un régulateur d'épaisseur de dépôt galvanoplastique pouvant être associé à un indicateur d'épaisseur du dépôt.
La présente invention consiste en un appareil de commande de la quantité de métal dépose électrolytiquement sur une pièce en mouvement, qui comprend une génératrice débitant le courmt à envoyer dans la pièce en mouvementun enroulement inducteur pour la génératrices un dispositif pro- duisant une tension proportionnelle à la vitesse de la pièce, un dispositif produisant une tension proportionnelle au débit de la génératrice, .un dis- positif de comparaison des deux tensions., ce dernier dispositif comprenant un moteur, un potentiomètre connecté à une source de courant continu, un second potentiomètre en parallèle sur le premier., un curseur sur chaque potentiomètre un dispositif,pour relier le moteur à un de ces curseurs,
une excitatrice pour l'enroulement inducteur,, et un dispositif pour relier les dits curseurs à l'excitatrice.
Afin que l'invention soit clairement comprise, elle sera décrite ci-après avec référence aux dessins schématiques annexés.
La Fig. 1 est un schéma de connexions montrant une forme d'exé =
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cution déterminée de l'invention.
La Fig. 2 est un schéma de connexions montrant une seconde forme d'exécution de l'invention.
Sur les dessins, la référence 2 désigne un bain de galvanoplas- tie contenant un électrolyte, La bande S à recouvrir passe sur un rouleau d'entraînement 4, pénètre dans le bain 2 et passe entre les anodes 8 et 10 sur des rouleaux de guidage 6. La bande sort du bain entre des rouleaux 12.
Le courant d'électrolyse pour l'anode 8 provient d'une génératrice 14 et celui pour l'anode 10 d'une génératrice identique 16. Les bornes négatives des génératrices 14 et 16 sont connectées au rouleau d'entraînement 4 par une connexion commune 18 de façon à maintenir la bande S au potentiel de cathode. La borne positive de la génératrice 14 est reliée à l'anode 8 par une connexion 20 et la borne positive de la génératrice 16 est reliée à l'a- node 10 par une, connexion 22. Un shunt 24 inséré dans la ligne 20 et un shunt 26 dans la ligne 22 mesurent le courant d'électrolyse envoyé respectivement aux anodes 8 et 10.
La chute de tension aux bornes du shunt 24 est propor- tionnelle à l'intensité du courant circulant dans la ligne 20 et la chute de tension aux bornes du shunt 26 est proportionnelle à l'intensité du courant circulant dans la ligne 22.
Dans le brevet prérappelé on additionne les tensions des deux shunts pour obtenir la mesure du courant'd'électrolyse total des génératrices 14 et 16. Quoiqu'on puisse adopter la même disposition dans la présente in- vention, il est préférable d'utiliser le dispositif représenté à la Fig.
1. Dans ce dispositif des résistances 27 et 28 sont reliées aux extrémités du shunt 24 au moyen de fils de connexion 29 et 30, et des résistances 31 et 32 sont reliées aux extrémités du shunt 26 par des fils de connexion 33 et 34. Les résistances 27 et 31 sont reliées à un fil de connexion 40 et les résistances 28 et 32 sont reliées à un fil de connexion 42. Les résistances 2728,31 et 32 ont de préférence la même valeur ohmique. La chute de ten- sion entre les fils de connexion 40 et 42 est utilisée comme référence du courant d'électrolyse, de la même manière que les tensions additionnées des shunts dans le brevet précité.
Le dispositif de résistances fonctionne de la manière suivante;
Soit un courant débité par la génératrice 16 qui produit une chute de tension de 0,050 volt aux bornes du shunt 26. Si la génératrice 14 ne débite aucun courant ce qui correspond à une chute de tension nulle aux bornes du shunt 24, la chute de tension entre les fils 33 et 34 sera de 0,050 volt et celle entre les fils 29 et 30 sera égale à zéro. La chute de tension de 0,050 volt entre les fils 33 et 34 se répartira également entre les quatre résistances 27, 28, 31 et 32, ce qui produit une chute de tension de 0,0125 volt aux bornes de chacune des résistances et une chute de tension résultante de 0,025 volt entre les fils 40 et 42.
Si le courant débité par la génératrice 14 augmente jusqu'à pro- duire une chute de tension de 0,050 volt aux bornes du shunt 24 tandis que le courant débité par la génératrice 16 reste inchangé, la chute de tension est de 0,050 volt entre les fils 33 et 34 et entre les fils 29 et 30. Ainsi que le montre la Fig. 1, iles fils 29 et 33 sont de même polarité et les fils 30 et 34 le sont aussi. Gomme les chutes de tension aux bornes des shunts 24 et 26 sont de même amplitude et que les fils d'interconnexion sont de même polarité, aucun courant ne circule dans les quatre résistances 27, 28, 31 et 32. La chute de tension aux bornes de chacune de ces résis- tances est nulle et le potentiel entre les fils 40 et 42 est égal à 0,050 volt.
De même, on peut employer une combinaison de résistances en associa- tion avec n'imports quel nombre de shunts de courant pour obtenir une mesu- re précise de la somme des courants traversant tous les shunts.
Les fils 40 et 42 sont reliés à un galvanomètre à contacts 44 par des résistances 46 et 48. Un potentiomètre réglable 50 et une résistan- ce 52 sont mis en shunt aux bornes de la résistance 46.
Une génératrice tachymétrique est accouplée au rouleau 12. Com- me cette génératrice tourne à la vitesse de déplacement de la bande, elle
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constitue une source de potentiel directement proportionnel à la vitesse de déplacement de la bande dans le bain de galvanoplastie. La génératrice tachymetrique 54 est reliée à un circuit diviseur de tension constitué par une résistance 56, un potentiomètre variable 58, un potentiomètre va- riable 60 et une résistance 62. La résistance 56 et le potentiomètre 58 sont mis en parallèle sur le potentiomètre 60 et servent de shuntage pour compen- ser les variations de largeur de la bande traitée. La chute de tension aux bornes du potentiomètre 60'est appliquée au galvanomètre 44 par les lignes 64 et 66.
Le curseur 68 du potentiomètre 60 est relié mécaniquement à un moteur réversible à excitation divisée 70 alimenté par les lignes 72 et 74. La ligne 72 est reliée à la pièce mobile 76 du galvanomètre 44. Le gal- vanomètre a deux contacts fixes 78 et 80 et un circuit est établi avec l'une ou l'autre des excitations ou moteur 70 suivant que la pièce en mouvement 76 touche l'un ou l'autre contact du galvanomètre. L'excitation 81 alimen- tée détermine le sens de rotation du moteur 70. Celui-ci est aussi relié mécaniquement à l'aiguille 82 d'un cadran 84 étalonné de O à 1,5. Le mouve- ment de-l'aiguille 82 correspond au moyen du curseur 68.
Quand l'installation d'étamage ne travaille pasla tension dé- bitée par la génératrice tachymétrique 54, et celle entre les lignes 40 et 42 sont nulles et aucune énergie n'est appliquée à l'enroulement du galva- nomètre 44. Les contacts du galvanomètre 44 restent donc ouverts et le curseur 68 et l'aiguille 82 gardent leur position atteinte auparavant au lieu d'indiquer zéro. On ne peut donc pas conclure d'une inspection du cadran 84 que l'installation est arrêtée. Si on fait un enregistrement ininterrompu., le cadran indiquera que l'installation travaille indéfini- ment. Pour remédier à cet inconvénient)' on prévoit un redresseur 86 dont le débit est appliqué à la résistance 60 par les lignes 88 et 90.
La ligne 90 comprend un relais 92 à contacts normalement fermés 94 et une bobine 96 qui est excitée quand 1-'installation travaille. Un transformateur 98 ap- plique par son secondaire du courant alternatif au redresseur 86 et est ali- menté lui-même par les lignes de réseau 100.
Quand l'installation travaille., la bobine 96 est excitée et ouvre les contacts 94 de façon qu'aucun courant n'arrive aux lignes 88 et 90 et au potentiomètre 60. Quand l'installation est arrêtée;, la bobine 96 est désexcitée et ferme les contacts 94, de sorte qu'un potentiel continu est appliqué aux bornes du potentiomètre 60. Cette tension excite l'enrou- lement du galvanomètre 44 dont le bras 76 se déplacée de façon à fermer le circuit de l'autre inducteur du moteur 70 qui à son tour amène le curseur 68 et l'aiguille 82 dans leur position zéro.
Ces éléments sont màintenus dans cette position jusqu'à la mise en marche de l'installation d'étamage, moment auquel les contacts normalement fermés 94 s'ouvrent et l'appareil de mesure est remis en état de fonctionnement normal.
Le régulateur d'épaisseur de dépôt est commandé par l'appareil de mesure d'épaisseur de dépôt en reliant mécaniquement le moteur 70 au curseur 102 d'un potentiomètre 104. Ce dernier est connecté par des fils 106 et 108 à un redresseur 110 qui produit un potentiel substantiellement constant entre les fils 106 et 108. Un second potentiomètre 112 est con- necté au redresseur 110 en parallèle sur le potentiomètre 104. Le poten- tiomètre 112 est pourvu d'un curseur 114 qui se déplace devant une échel- le 116 graduée en unités d'épaisseur de dépôt.
Le redresseur 110 est re- lié à une source de courant alternatif par des fils 118 et 120, auxquels se trouve aussi connectée une bobine d'un. relais 122 à contacts normale- ment ouverts 122C et 122C'. L'excitation de la bobine 122 est commandée par un interrupteur de marche-arrêt 124. Le contact normalement ouvert 1220 est intercalé dans la ligne 108 pour commander le passage du courant aux potentiomètres 104 et 112. Le moteur'126 d'une excitatrice régulatrice 128 est aussi relié aux fils 118 et 120.
L'excitatrice régulatrice 128 com- porte une auto-excitation 130 qui peut être réglée au moyen d'une résistance variable 132 de manière à fournir une magnétisation suffisante pour main- tenir le débit de courant électrique de 1-'excitatrice 128 à la vapeur obte- nue. L'excitatrice 128 comporte aussi un enroulement inducteur de commande 134 relié aux curseurs 102 et 114 respectivement par les fils 136 et 138.
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La sortie de l'excitatrice 128 est reliée aux inducteurs 14F et 16F des gé- nératrices 14 et 16 par des fils 140 et 142. Les contacts normalement ouverts 122C' sont placés dans le conducteur 140. Un transformateur anti-à-coups 144 est utilisé de la manière classique pour assurer la stabilité du dispo- sitif de régulation. L'enroulement primaire 146 du transformateur est re- lié aux fils 140 et 142 et son enroulement secondaire 148 est connecté de façon à stabiliser le champ 150 de l'excitatrice 128. On peut mètre des résances réglables 14R et 16R en série avec les inducteurs 14F et 16F, res- pectivement,
de manière à pouvoir régler indépendamment les deux génératrices d'électrolyse 14 et 16.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante :
Si on suppose que les rhéostats 50 et 58 sont réglés pour le courant d'électrolyse et la largeur de bande voulus et que l'on désire éta- mer à 0,75 livre (340 grammes) la bande S,on amène le curseur 114 devant le point 0,75 de l'échelle graduée 116, ce qui signifie par exemple que le curseur 114 se trouve exactement au milieu du potentiomètre 112. L'inter- rupteur marche-arrêt 124 est ensuite fermé, ce qui excite la bobine du relais 122 et ferme les contacts 122C et 122d' de ce dernier. Le circuit reliant le redresseur 110 aux potentiomètres 104 et 112 est ainsi fermé.
Si le redresseur 110 applique 100 volts entre les fils 106 et 108, la chu- te de tension aux bornes des potentiomètres 104 et 112 sera de 100 volts quand l'installation d'étamage est en marche. Le potentiel du curseur 114 sera donc de + 50 volts par rapport au fil 106. Si on est sur le point de mettre l'installation d'étamage en route, l'aiguille indicatrice 82 du cadran 84 marque zéro et le curseur 102 se trouve à l'extrémité voisine du fil 106. Il y a ainsi une différence de potentiel de 50 volts entre les curseurs 104 et 114, qui fait passer du courant dans l'inducteur 134 dans le sens indiqué par la flèche en trait plein de manière à augmenter la ten- sion débitée par l'excitatrice régulatrice 128.
Quand la tension de cette dernière monte, elle provoque une augmentation de la tension des génératrices 14 et 16 de galvanoplastie et, par conséquent,, une augmentation du courant circulant dans le bain d'électrolyse. De ce fait, le moteur 70 tourne de manière à éloigner le curseur 102 du fil 106. Le courant traversant l'induc- teur 134 continue à circuler dans le même sens tout en diminuant d'intensité quand le curseur 102 approche du point milieu du potentiomètre 104. Quand le curseur 102 atteint le point milieu du potentiomètre 104, ce qui corres- pond à l'étamage à 0,75 livre, la différence de potentiel est nulle entre les curseurs 102 et 114.
Le courant cesse donc de circuler dans l'enrou- lement inducteur 134 et la tension de sortie de l'excitatrice régulatrice 128 est maintenue à la valeur atteinte par le courant magnétisant de 1-'au- to-excitation 130. Si le moteur 70 amène le curseur 102 au-delà du point milieu du potentiomètre 104, la différence de potentiel entre le curseur 102 et le fil 106 est supérieure à celle entre le curseur 114 et le fil 106. A ce moment, du courant circulera en sens inverse dans l'inducteur 134, comme l'indique la flèche en pointillés. Ceci réduit les forces mag- nétisantes et la tension de sortie de l'excitatrice 128, ce qui diminue l'excitation des inducteurs de génératrice 14F et 16F et le courant circu- lant dans le bain d'électrolyse.
Le moteur 70 à son tour tourne dans un sens tel qu'il réduise la différence de potentiel entre les curseurs 102 et 114.
La Fig. 2 représente une seconde forme d'exécution de l'inven- tion dans laquelle le courant magnétisant de l'inducteur 130 de l'excitatri- ce 128 est réglé par un régulateur de tension électronique. Le débit élec- trique du régulateur électronique 152 est commandé par la différence en po- larité du potentiel entre les curseurs 102 et 114. Par exemple, quand le curseur 114 est positif par rapport au curseur 102, le débit électrique du régulateur 152 est à son maximum, et quand le curseur 114 est négatif par rapport au curseur 102,
il est à son minimum. Le régulateur électronique 152 détecte donc la polarité et les différences de tension entre les fils 136 et 138 et répond à ces différences en réglant l'inducteur 130 de l'ex- citatrice 128 de manière à obtenir le courant d'électrolyse qui ramènera le curseur 102 du potentiomètre 104 à la position qui assure l'égalité de ten-
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sion des fils 136 et 138. Pour tout le reste, la construction et le fonc- tionnement de cette forme d'exécution sont les mêmes qu'à la Fig. 1.