Appareil pour le nettoyage de pièces utilisées dans la fabrication horlogère. Le brevet principal a pour objet un appa reil pour le nettoyace de pièces utilisées dans la fabrication horlogère, comprenant un géné rateur à fréquence ultrasonique fournissant de l'énergie électrique à un transducteur qui lrarrsforme l'ênergie électrique en énergie mé canique oscillatoire de la fréquence des ultra sons, et un récipient renfermant un fluide destiné à entrer err contact avec les pièces à nettoyer,
ce récipient étant combiné avec le transducteur de faeon que ce dernier puisse transmettre l'énergie oscillante de la fré- qricnce des ultrasons au fluide contenu dans le récipient.
La, présente invention a pour objet. un ap pareil de ce (genre dans lequel ledit récipient comprend un élément de couplage en contact avec le fluide contenu dans ce récipient. et eoiiplé avec. le transducteur de faeon à pou- @-oir transmettre audit fluide l'énergie méca nique oscillatoire de. la fréquence des ultra- soris provenant du transducteur, caractérisé eir eu duc ledit récipient est.
constitué par un tabe vertical fermé à son extrémité inférieure par un fond constituant ledit élément de cou- l;l a tYe.
l .e dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'appareil qui l'ait l'objet de la présente invention.
La fig. 1 représente, en coupe verticale, un récipient, un transducteur et des moyens destinés à transmettre l'énergie oscillante du r eiilrsducteur audit récipient. La fig, 2 est un schéma représentant un générateur de haute fréquence agencé pour produire des trains d'oscillations de la. forme représentée à la. fig. 3.
Les fig. 3 à 6 représentent schématique ment .diverses formes d'oscillations à fréquence ultrasonique, le temps étant porté en abscisse et la tension appliquée au transducteur étant portée en ordonnée.
L'appareil représenté à la fig. 1 comprend un pot; 1 présentant une bride extérieure 2 par laquelle il repose sur un support 3 qui peut être, par exemple, la paroi supérieure d'un boîtier renfermant l'appareillage électrique décrit. plus bas. Le fond du pot 1 présente une ouverture circulaire â entourée d'un re bord 6. Le pot 1 porte une série de tiges 7 s'étendant vers le bas, qui passent par des trous mérra-és dans une plaque d'appui 8 en matière céramique isolante.
Sur l'extrémité inférieure des tiges 7 sont vissés,des écrous 9 entre lesquels et la. plaque d'appui 8 sont placés des ressorts à boudin 10 tendant à pres. ser vers le haut. la plaque 8. Celle-ci présente une nervure annulaire 11 située en regard du rebord 6 du pot. Entre le rebord 6 et la ner vure 11 se trouve une lame de quartz piézo électrique 12 dont les deux faces sont métalli sées.
Deux anneaux de plomb sont interposés, l'un 13 entre la lame de quartz 12 et le re bord 6, l'autre 14 entre cette lame et la ner vure 11; ces deux anneaux servent à établir des connexions électriques avec les couches de métal que porte la lai-ne de quartz, l'anneau supérieur 12 assurant. en outre l'étanchéité dit joint entre la lame de quartz et le rebord 6 du pot 1. L'anneau 13 est relié à la terre comme indiqué schématiquement en 15, alors que l'anneau 14 en contact avec la couche de métal inférieure ide cette lame est reliée à une borne isolée 16 au moyen d'un conducteur 17 passant. par une douille usinée 18 montée dans la plaque d'appui 8.
Le pot 1 est. rempli d'huile 1.9. Il est fermé par un :couvercle 20 dans lequel est monté un tube vertical 21 formant le corps d'un récipient, ouvert par le haut et fermé par le bas par un fond constitué par une membrane 22 tendue au travers de l'extrémité inférieure du tube; les bords de cette membrane, qui est. de préférence en argent, sont rabattus vers le haut sur le pourtour du tube et serrés sur celui-ci par une bague en acier 23.
Lorsque l'appareil est destiné an nettoyage de pièces dont la. plus grande dimension est. de l'ordre de 5 mm, le diamètre du réci pient 21 est, par exemple, de 60 mm et sa hauteur de 250 mm. L'épaisseur de la mem brane 22 est, par exemple, @de 0,05 mm. Le récipient formé par le tube 21 et la membrane 22 est rempli d'un liquide détergent '24, par exemple d'alcool ou d'un autre solvant organi que, dans lequel on suspend au moyen de fils d'acier 25 les pièces à nettoyer 2-6.
Le dispositif générateur de tension à fré quence ultrasonique destiné à. faire vibrer à cette fréquence la lame de quartz 12 servant de transducteur, et par conséquent le contenu du pot. 1, comprend un tube triode 27 dont le filament 28 est chauffé par un courant alter natif, de 50 cycles/seconde par exemple, pré levé sur un réseau industriel 29 au moyen d'un transformateur 30. La grille 31 du tube est reliée, par une résistance de polarisation 32 en parallèle avec un condensateur 33,à une bobine de grille 31 couplée à une bobine d'anode 35 connectée en série avec un vario mètre 36 à l'anode 3 7 du tube 27.
En outre, le circuit de l'anode 37 comprend le secondaire d'un second transformateur 38 alimenté à la fréquence de la pulsation qu'on désire impri mer aux oscillations de fréquence ultrasoni- que. En l'occurrence, le primaire de ce trans- Formateur 38 est également alimenté par le réseau 29, en sorte que la pulsation aura une fréquence de 50 cyeles/seconde. Le secondaire du transformateur 38 est découplé par un condensateur 39.
La fréquence de l'oscillation (le fréquence ultrasonique elle-même est déter minée par les caractéristiques des éléments 31, 35, 36 et les capacités résiduelles des bo binages ainsi que les capacités parasites des électrodes du tube 27 et des connexions, capa cités symbolisées par un condensateur 10 in diqué en pointillé.
Ces éléments sont choisis et ajustés de manière que la fréquence de l'oscillation soit :comprise entre 100 et 2000 hilocycles/secoirde. Enfin, une bobine 41 cou plée aux bobines de grille 31 et d'anode 35 permet de recueillir l'énergie électrique à fré quence ultrasonique pour l'envoyer à la borne 16 à laquelle le transducteur 12 (fig. 1) est relié. La réactance de celui-ci est composée au moyen d'un condensateur réglable 42.
La forme des oscillations de fréquence ultrasonique obtenues par ce générateur est indiquée à la fig. 3. Le schéma de la fig. 2 montre que, grâce au transformateur 38, la polarité @de l'anode 37 chance à chaque demi- période de la pulsation, en sorte que l'oscilla tion de fréquence ultrasonique n'a lieu que pendant. une :demi-période de chaque cycle de la pulsation, et ce à une amplitude croissante puis décroissante.
On peut obtenir une oscillation continue de fréquence ultrasonique comme celle indi quée à la fig. 4, en remplaeant le secondaire du transformateur 38 et le condensateur 39 par une source de courant continu.
D'autres montages connus du générateur permettraient d'obtenir :.des trains d'oscilla tions à front raide se succédant à une fré quence de pulsation comprise entre 30 et 300 cycles par seconde, par exemple, à la fré quence de 50 cy eles par seconde d'un réseau industriel. Chaque train peut. comprendre des oscillations d'amplitude constante selon la fi-. 5, ou des oscillations amorties d'ampli tude décroissante selon la fil-. 6.
Du fait des oscillations de tension électri que transmises à la lame de quartz 7.2 servant (le transducteur, cette lame effectue des oseil- lations mécaniques correspondantes et les im- In#ime à. l'huile 19 contenue dans le pot 1. De -son côté, cette huile transmet ces oscillations, à travers la membrane 22, au liquide déter gent 24, dont les oscillations provoquent le détachement. des impuretés adhérant à la pièce a nettoyer 26.
La membrane 22 constitue donc mi élément de couplage entre le transducteur, auquel elle est, couplée par l'huile 19, et le liquide détergent 24.
Afin d'assurer hile bonne transmission des oscillations ultrasoniques de l'huile 19 au liquide détergent 24, l'épaisseur de la meni- brane 22 est de préférence petite par rapport à la longueur d'onde )des oscillations (vitesse de propagation du son divisée par la fré quence de l'oscillation) dans le métal de la membrane, par exemple inférieure au dixième (le cette longueur d'onde.
La vitesse de pro- lia-ation du son dans l'argent étant. de l'ordre (le' 3000 m/sec, cette longueur .d'onde sera de l'ordre de 30 à 1,5 mm respectivement pour des fréquences comprises entre 100 et 2000 hiloey cles par seconde. Une membrane 22 de 0,05 mm d'épaisseur remplit donc parfaite ment cette condition pour la. gamme de fré- cauences ultrasoniques considérée.
Une variante qui est applicable lorsqu'on est en mesure de déterminer ou régler avec une précision suffisante la fréquence de l'oscil lation ultrasonique .consiste à remplacer la membrane 22 par une plaque, par exemple en acier inoxydable, fixée de manière étanche au tube 21 ou faisant corps avec lui, et en donnant à cette plaque une épaisseur égale à 11)./2, ii étant un nombre entier et i étant, la longueur d'onde de l'oscillation ultrasonique dans cet.
acier, ceci afin d'assurer à la face supérieure de la plaque une amplitude d'oscil lation sensiblement égale à celle de la face inférieure. La vitesse de propagation du son dans l'acier étant de l'ordre de 5000 mlsec, on pourra ainsi donner à ladite plaque, par exemple pour une oscillation ultrasonique à la fréquence de<B>500</B> kilocycles par seconde, pour laquelle la longueur d'onde dans l'acier est de 10 mm, une. épaisseur de 5, 10 ou 15 mm exactement, ce qui permet une construction robuste. du fond.
Si, par contre, la plaque de fond avait, dans cet. exemple, une épaisseur de n À/2 + ),/4, soit 2,5, 7,5 ou 12,5 mm, on conçoit. sans autre que cette plaque réfléchi rait totalement les ondes de l'oscillation ultra- sonique imprimée à l'huile 19 et que l'oscilla tion ne serait pas transmise au liquide déter- g-ent 24.
A cause de la réflexion des ondes ultra- soniques sur la ou les pièces à nettoyer, sur les parois latérales du récipient, et à la surface du liquide qu'il contient, l'efficacité du net toyage dépend, d'autre part, également des dimensions et des .proportions du récipient tubulaire 21 et de leur rapport à la dimension maximum des pièces à nettoyer. On a trouvé que, pour des pièces dont la plus grande di mension est de 5 mm, les dimensions indi quées ci-dessus convenaient particulièrement. bien, mais des résultats satisfaisant s'obtien nent, en général dans des récipients dont. la hauteur est égale à. au moins une fois et au plus dix fois la plus grande largeur.
Pour le nettoyage -de pièces de dimensions déterminées, on choisira de préférence un récipient dont la hauteur est comprise entre dix et cinquante fois et la plus grande largeur est comprise entre trois et dix fois la. plus grande dimen sion de la plus grande des pièces à nettoyer simultanément. Ces dimensions du récipient permettent à une bonne proportion des ondes d'oscillations ultrasoniques de rencontrer soit directement, soit après un minimum de ré flexion, tous les côtés des pièces à nettoyer.