EP0454536A1 - Tube à ondes progressives muni d'un fourreau destiné à recevoir une ligne à retard par emmanchement à froid - Google Patents

Tube à ondes progressives muni d'un fourreau destiné à recevoir une ligne à retard par emmanchement à froid Download PDF

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Publication number
EP0454536A1
EP0454536A1 EP91400998A EP91400998A EP0454536A1 EP 0454536 A1 EP0454536 A1 EP 0454536A1 EP 91400998 A EP91400998 A EP 91400998A EP 91400998 A EP91400998 A EP 91400998A EP 0454536 A1 EP0454536 A1 EP 0454536A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheath
delay line
slots
flanges
supports
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91400998A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Nugues
Marc Bizet
Dominique Henry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Electron Devices SA
Original Assignee
Thomson Tubes Electroniques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Tubes Electroniques filed Critical Thomson Tubes Electroniques
Publication of EP0454536A1 publication Critical patent/EP0454536A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
    • H01J23/26—Helical slow-wave structures; Adjustment therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/165—Manufacturing processes or apparatus therefore

Definitions

  • the present invention relates to a traveling wave tube provided with a sheath intended to receive a delay line by cold fitting. It aims to improve the mounting of a delay line in a sheath, when cold, since the fitting is done substantially without friction. It applies to sleeves with integrated polar masses. It also relates to a method for mounting a delay line in a sheath.
  • a traveling wave tube is formed by the association of a long and fine electron beam and a delay line intended to guide a microwave wave to be amplified.
  • This delay line is often in the form of a helix. It is metallic. It is kept centered by at least three dielectric supports in the form of rods, then is introduced into a metal casing in the form of a sheath.
  • the propeller can be made up of several successive sections. It will be possible to deposit on the rods, at the level of two ends of opposite propeller sections, attenuations. This prevents the tube from oscillating and increases its gain.
  • the electron beam is produced by a gun placed at the input of the delay line and is collected in a collector placed at the output of the delay line.
  • a focusing device surrounds the delay line, so as to make the electron beam converge.
  • the scabbard often has the shape of a cylinder of revolution. It is coaxial with the delay line. It is waterproof. It maintains a high vacuum inside the tube.
  • the sheath can integrate polar masses and be part of the focusing device.
  • the sheath can then be produced in a single piece, made of magnetic material, having substantially the shape of a cylindrical tube carrying flanges.
  • the collars act as polar masses. Alternating focusing magnets are inserted between the flanges.
  • the sleeve thus produced must seal the vacuum and be rigid enough to support the magnets.
  • the sheath is obtained from a cylindrical block of magnetic material. It is cut to give it the shape of a tube and to make the flanges. This realization can be very easily automated.
  • the propeller is often made of tungsten or molybdenum, the rods of boron nitride, glucine or beryllium oxide and the sheath of iron.
  • the first consists of forcibly fitting the propeller-rod assembly into the sheath.
  • the propeller-rod assembly must have an outside diameter 5 to 7 micrometers larger than the inside diameter of the sheath. This method requires very precise control of the dimensions of the parts to obtain a satisfactory tightening.
  • the second method which is frequently used consists in heating the sheath so that it expands and then introducing the propeller-rod assembly inside. The tightening is obtained on cooling. When hot, the clearance required to be able to introduce the propeller-rod assembly is of the order of 0.02 to 0.03 millimeters. This method nevertheless has serious drawbacks.
  • the implementation is long and delicate.
  • the barrel must be heated to around 700 ° C.
  • the heating operation takes several hours, as does the cooling.
  • the propeller-rod assembly is introduced into the hot sheath, there is a risk of deterioration, by oxidation, of the attenuations which have been deposited on the rods. This method still requires relatively tight part tolerances.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks and proposes a traveling wave tube, provided with a sheath intended to receive a delay line surrounded by supports, by cold fitting, substantially without friction.
  • the sleeve is crimped around the delay line-support assembly by shrinking.
  • the set of delay line supports is then clamped in the sleeve.
  • a traveling wave tube according to the invention can operate at medium and / or high peak power.
  • the tightening provides good thermal contact on the one hand between the delay line and the supports and on the other hand between the supports and the sleeve.
  • the present invention provides a traveling wave tube provided with a sheath comprising a single piece of magnetic material, having substantially the shape of a cylindrical tube, carrying successive flanges of height H , characterized in that each flange has at least three radial slots of depth h , and in that the sheath has a thin thickness between two flanges, the slots and the thickness of the sheath contributing to allow crimping of the sheath by shrinking around an assembly comprising at least three supports surrounding a delay line, so that the assembly supports-delay line is tightened in the sheath after the shrinking.
  • the depth h of the slots is substantially equal to the height H of the flanges.
  • the slots are evenly distributed on each flange. They are placed in the same places on all the flanges.
  • the sheath may further include a tube of non-magnetic material mounted inside the part of magnetic material, the part of magnetic material and the tube of non-magnetic material are coaxial.
  • the set of delay line supports penetrates into the sheath substantially without friction.
  • a support is placed substantially in the middle of a flange portion bounded by two successive slots.
  • the invention also relates to a method for mounting a support-delay line assembly in a sheath of a traveling wave tube according to the invention.
  • the method can further comprise the application of at least three centripetal forces per portion of sheath between two successive flanges, so as to reduce the internal diameter of the sheath between the flanges.
  • centripetal forces on the sheath portions can be done at the same time as the application of the centripetal forces on the flange portions.
  • Figure 1 shows, in longitudinal section along the z axis, a sheath with integrated polar masses according to the prior art.
  • This sheath comprises a piece 1 in one piece made of magnetic material, soft iron for example.
  • This part 1 has the shape of a cylindrical tube 2 of thickness e1 , of axis z, carrying successive flanges 3, preferably regularly spaced.
  • the sheath is provided with a substantially cylindrical central orifice 7 centered on the axis z.
  • the central orifice 7 is limited by the internal wall of the tube 2.
  • the flanges 3 play the role of polar masses. Between the flanges 3, permanent magnet washers 4 are inserted. The faces of the same name of the magnets are opposite and the magnets are alternated.
  • the sheath has a thickness e between two successive flanges 3. Here this thickness e is equal to e1 . The thickness e is sufficiently small to avoid losing the magnetic field.
  • the part 1 can be produced from a cylindrical block full of magnetic material. It is machined to give it the shape of a tube and to make the flanges. This operation can be automatic.
  • FIG. 2 shows a variant of a sheath according to the prior art.
  • the piece 1 of magnetic material is mounted on a tube 6 of non-magnetic material, copper, for example.
  • the tube 6 and the part 1 are concentric. Indeed, it is sometimes difficult to ensure good vacuum tightness by using only the part 1 made of magnetic material as a sheath.
  • the thickness e of the sheath is now equal to the sum of the thicknesses of the cylindrical tube 2 and the tube 6.
  • the orifice 7 is now limited by the internal wall of the tube 6.
  • the sheath is intended to receive a delay line.
  • the delay line heats up strongly.
  • the delay line is kept centered by at least three supports in the form of rods, of dielectric material.
  • FIG. 3 represents, in longitudinal section, a sheath with integrated polar masses of a traveling wave tube, according to the invention.
  • This sheath is comparable to that shown in FIG. 1. It comprises a piece 30 in one piece made of magnetic material, soft iron for example.
  • the part 30 has the shape of a cylindrical tube 31, of thickness e′1 , of axis z, carrying flanges 32 of height H.
  • the collars 32 play the role of the polar masses.
  • the sheath is provided with a substantially cylindrical central orifice 37 centered on the axis z.
  • the central hole 37 is limited by the internal wall of the tube 31 and the inside diameter of the sleeve is equal to the inside diameter of the tube 31.
  • permanent magnet washers 34 are inserted between the flanges 32.
  • the sleeve has a thickness e ′ between two flanges 32. In the figure, the thickness e ′ is equal to the thickness e′1 of the tube 31.
  • Each flange 32 of height H , now comprises at least three radial slots 33, of depth h .
  • the slots 33 are distributed regularly on each flange 32 and they are placed in the same places on all the flanges 32. The slots 33 are then aligned on all the successive flanges 32.
  • each slot 33 is substantially equal to the height H of the flanges 32. It is preferable that the slots 33 do not bite into the thickness e1 ′ of the tube 31.
  • the slots 33 can be produced by machining using a tool such as a bur or circular saw. A single passage of the tool, over the entire length of the sleeve will make the slots 33 aligned on all the flanges 32.
  • FIG. 3 only one slot 33 can be seen per flange 32. The others are hidden.
  • Figure 4 which is a cross section of Figure 3, there are three radial slots 33 regularly distributed on the flange 32. Two consecutive slots form an angle of 120 °.
  • the sheath can also include a tube made of non-magnetic material. This variant is shown in Figures 5, 6a and 6b.
  • a method for mounting a set of delay line supports around a sheath is very simple. First of all it suffices to introduce the delay line surrounded by the supports in the sheath. It is expected that the inner diameter of the sheath allows the introduction of the delay line-supports assembly substantially without friction.
  • the slits made in the flanges facilitate the deformation of the sheath during the shrinking; they tend to close.
  • the method for crimping the sheath may also include the application of at least three centripetal forces, per portion of sheath between two successive flanges. These centripetal forces are distributed so as to allow a reduction in the internal diameter of the sheath between the flanges.
  • centripetal forces can be applied at the same time as the forces applied to the flanges.
  • FIG. 5 represents, in cross section, a tool used to crimp a sheath 52 of a traveling wave tube around a support-delay line assembly, according to the method according to the invention.
  • the delay line is a helix 58 and the supports, three in number, of the rods 51.
  • the sheath 52 comprises a piece 53 of magnetic material having the shape of a cylindrical tube carrying successive flanges 56. This part 53 is mounted on a tube 54 made of non-magnetic material.
  • the flanges 56 each have three radial slots 59 spaced 120 ° apart. Here the number of slots is equal to the number of supports. The two numbers can be different.
  • the slots 59 are placed at the same places on all flanges 56.
  • each support 51 is disposed under a portion 55 of the flange and substantially in the middle of the portion 55 of the flange.
  • each clamping bar 57 is used to apply at least a centripetal force on each portion 55 of the collar.
  • the length of each clamping bar 57 is greater than or equal to the length of the sheath.
  • the clamping bars 57 are arranged according to the generatrices of the sheath. The bars 57 are in contact with the flanges.
  • a centripetal force is applied to each clamping bar 57 so as to reduce the internal diameter of the sleeve 52, at the level of all the flanges 56, until the assembly of supports and delay line is tightened in the sleeve 52,
  • the intensity of the applied forces is chosen to obtain a permanent deformation of the sheath and a tightening of the desired delay line-support assembly.
  • FIGS. 6a and 6b respectively represent, in longitudinal and transverse section, a variant of a tool suitable for crimping a sheath 62 of a traveling wave tube, according to the invention, around a set of delay line supports.
  • the cross section is made along the axis AA ′.
  • the delay line is a helix 60 and it is surrounded by three supports 61 in the form of rods.
  • the sheath 62 comprises a part 63, in the form of a cylindrical tube carrying successive flanges 68.
  • This part 63 is made of magnetic material, it is mounted on a tube 64 made of non-magnetic material.
  • the non-magnetic material can be copper.
  • the flanges 68 have three slots 69 at 120 ° from one another. Two successive slots 69 define a portion of a collar.
  • the supports 61 are arranged substantially in the middle of a flange portion.
  • the sheath 62 is deposited, lengthwise, inside a box 65, under a press plate 66.
  • the sheath 62 is wedged with blocks 67 of plastic, for example. These blocks 67 of plastic material are machined to the dimensions of the sheath 62.
  • the outer surface of the sleeve 62 is in contact with the blocks 67 as well, at the level of the flanges 68 as between two successive flanges 68.
  • the plate 66 of the press is lowered vertically from top to bottom.
  • the wedging blocks 67 also serve to distribute the pressure of the plate 66 all around and over the entire length of the sheath 62.
  • Centripetal forces apply to the sheath 62. They are substantially equal at all points on the outer surface of the sheath 62. They apply both to the flanges 68 and between the flanges 68. The diameter inside the sheath 62 is reduced over the entire length of the sheath 62. The sheath 62 then comes to clamp the supports 61 and consequently the support-delay line assembly.
  • the pressure of the press is chosen so that the deformation of the sleeve 62 is permanent and that the tightening is suitable.
  • the small thickness e ′ of the sheath 62 between the flanges 68 and the slots 69 of the flanges allow the sheath of the sheath 62 to be constricted.
  • the assembly time of the delay line in the sleeve is reduced because the assembly is done cold.

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Abstract

La présente invention concerne un tube à ondes progressives muni d'un fourreau comportant une pièce (30) d'un seul tenant, en matériau magnétique ayant sensiblement la forme d'un tube cylindrique (31) portant des collerettes (32) successives de hauteur H.
Chaque collerette (32) comporte au moins trois fentes (33) radiales de profondeur h.
Le fourreau a une épaisseur e′ mince entre deux collerettes (32) successives.
Les fentes (33) et l'épaisseur e′ du fourreau permettent un sertissage du fourreau par rétreint autour d'un ensemble comportant au moins trois supports entourant une ligne à retard, de manière à ce que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau.
Application aux tubes à ondes progressives.

Description

  • La présente invention concerne un tube à ondes progressives muni d'un fourreau destiné à recevoir une ligne à retard par emmanchement à froid. Elle vise à améliorer le montage d'une ligne à retard dans un fourreau, à froid, car l'emmanchement se fait sensiblement sans frottement. Elle s'applique aux fourreaux à masses polaires intégrées. Elle concerne aussi un procédé pour monter une ligne à retard dans un fourreau.
  • Un tube à ondes progressives est constitué par l'association d'un faisceau d'électrons long et fin et d'une ligne à retard destinée à guider une onde hyperfréquence devant être amplifiée. Cette ligne à retard est souvent en forme d'hélice. Elle est métallique. Elle est maintenue centrée par au moins trois supports diélectriques en forme de bâtonnets, puis est introduite dans une enveloppe métallique en forme de fourreau. L'hélice peut être constituée de plusieurs tronçons successifs. On pourra déposer sur les bâtonnets, au niveau de deux extrémités de tronçons d'hélice en regard, des atténuations. Cela permet d'éviter que le tube oscille et cela augmente son gain.
  • Le faisceau d'électrons est produit par un canon placé en entrée de la ligne à retard et est recueilli dans un collecteur placé en sortie de la ligne à retard. Un dispositif de focalisation entoure la ligne à retard, de manière à faire converger le faisceau d'électrons.
  • Le fourreau a souvent la forme d'un cylindre de révolution. Il est coaxial avec la ligne à retard. Il est étanche. Il permet de maintenir un vide poussé à l'intérieur du tube.
  • Le fourreau peut intégrer des masses polaires et faire partie du dispositif de focalisation.
  • Le fourreau peut alors être réalisé dans une pièce d'un seul tenant, en matériau magnétique, ayant sensiblement la forme d'un tube cylindrique portant des collerettes.
  • Les collerettes jouent le rôle de masses polaires. Des aimants de focalisation alternés sont insérés entre les collerettes.
  • Le fourreau ainsi réalisé doit assurer l'étanchéité au vide et être suffisamment rigide pour supporter les aimants.
  • Le fourreau est obtenu à partir d'un bloc cylindrique en matériau magnétique. On le taille pour lui donner la forme d'un tube et pour réaliser les collerettes. Cette réalisation peut être très facilement automatisée.
  • Lorsqu'un tube à ondes progressives, à ligne à retard en hélice, fonctionne en continu, l'hélice s'échauffe fortement. Cet échauffement est dû à la puissance libérée par les électrons du faisceau qui percutent l'hélice et aux pertes par effet Joule de l'hélice. Cet échauffement est aussi lié au niveau de puissance moyenne du tube.
  • Afin de limiter cet échauffement on est amené d'une part à choisir des matériaux adaptés pour l'hélice, les bâtonnets et le fourreau et d'autre part à assurer un très bon contact entre l'hélice et les bâtonnets, entre les bâtonnets et le fourreau, et entre le fourreau et l'extérieur du tube.
  • L'hélice est souvent réalisée en tungstène ou en molybdène, les bâtonnets en nitrure de bore, en glucine ou en oxyde de béryllium et le fourreau en fer.
  • Actuellement deux méthodes principales permettent de monter l'hélice entourée des bâtonnets dans le fourreau.
  • La première consiste à emmancher en force l'ensemble hélice-bâtonnets dans le fourreau. L'ensemble hélice-bâtonnets doit avoir un diamètre extérieur supérieur de 5 à 7 micromètres au diamètre intérieur du fourreau. Cette méthode nécessite un contrôle très précis des dimensions des pièces pour obtenir un serrage satisfaisant.
  • La seconde méthode qui est fréquemment employée consiste à chauffer le fourreau pour qu'il se dilate puis à introduire l'ensemble hélice-bâtonnets à l'intérieur. Le serrage est obtenu au refroidissement. A chaud, le jeu requis pour pouvoir introduire l'ensemble hélice-bâtonnets est de l'ordre de 0,02 à 0,03 millimètres. Cette méthode comporte néanmoins de graves inconvénients.
  • La mise en oeuvre est longue et délicate. Le fourreau doit être chauffé à environ 700° C. L'opération de chauffage prend plusieurs heures, celle de refroidissement aussi. Lorsque l'on introduit l'ensemble hélice-bâtonnets dans le fourreau chaud, on risque de détériorer, par oxydation, les atténuations que l'on a déposées sur les bâtonnets. Cette méthode nécessite quand même des tolérances de pièces relativement serrées.
  • La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un tube à ondes progressives, muni d'un fourreau destiné à recevoir une ligne à retard entourée de supports, par emmanchement à froid, sensiblement sans frottement. Le fourreau est serti autour de l'ensemble supports-ligne à retard par rétreint. L'ensemble supports-ligne à retard est alors serré dans le fourreau.
  • Un tube à ondes progressives conforme à l'invention peut fonctionner à puissance moyenne et/ou crête élevée. Le serrage permet d'obtenir un bon contact thermique d'une part entre la ligne à retard et les supports et d'autre part entre les supports et le fourreau.
  • La présente invention propose un tube à ondes progressives muni d'un fourreau comportant une pièce d'un seul tenant en matériau magnétique, ayant sensiblement la forme d'un tube cylindrique, portant des collerettes successives de hauteur H, caractérisé en ce que chaque collerette comporte au moins trois fentes radiales de profondeur h, et en ce que le fourreau a une épaisseur mince entre deux collerettes, les fentes et l'épaisseur du fourreau contribuant à permettre un sertissage du fourreau par rétreint autour d'un ensemble comportant au moins trois supports entourant une ligne à retard, de manière à ce que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau après le rétreint.
  • La profondeur h des fentes est sensiblement égale à la hauteur H des collerettes.
  • Les fentes sont réparties régulièrement sur chaque collerette. Elles sont placées aux mêmes endroits sur toutes les collerettes.
  • Le fourreau peut comporter, de plus, un tube en matériau amagnétique monté à l'intérieur de la pièce en matériau magnétique, la pièce en matériau magnétique et le tube en matériau amagnétique sont coaxiaux.
  • L'ensemble supports-ligne à retard pénêtre dans le fourreau sensiblement sans frottement. Lorsque le nombre de supports est égal au nombre de fentes, un support est placé sensiblement au milieu d'une portion de collerette limitée par deux fentes successives.
  • L'invention concerne aussi un procédé pour monter un ensemble supports-ligne à retard dans un fourreau de tube à ondes progressives conforme à l'invention.
  • Il comprend:
    • l'introduction de l'ensemble supports-ligne à retard à l'intérieur du fourreau,
    • l'application d'au moins une force centripète par portion de collerette limitée par deux fentes successives, de manière à réduire le diamètre intérieur du fourreau au niveau des collerettes, pour que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau.
  • Le procédé peut comprendre en plus, l'application d'au moins trois forces centripètes par portion de fourreau comprise entre deux collerettes successives, de manière à réduire le diamètre intérieur du fourreau entre les collerettes.
  • L'application des forces centripètes sur les portions de fourreau peut se faire en même temps que l'application des forces centripètes sur les portions de collerette.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, illustrée par les figures annexées qui représentent :
    • la figure 1 une vue en coupe longitudinale d'un fourreau à masses polaires intégrées, selon l'art antérieur ;
    • la figure 2 une vue en coupe longitudinale d'une variante d'un fourreau, selon l'art antérieur;
    • la figure 3 une vue en coupe longitudinale d'un fourreau à masses polaires intégrées d'un tube à ondes progressives, selon l'invention ;
    • la figure 4 une vue en coupe transversale du fourreau de la figure 3 ;
    • la figure 5 une vue en coupe transversale d'un outil adapté au sertissage d'un fourreau de tube à ondes progessives, selon l'invention, autour d'un ensemble supports-ligne à retard ;
    • les figures 6a et 6b, respectivement, une vue en coupe transversale et longitudinale, d'une variante d'un outil adapté au sertissage d'un fourreau de tube à ondes progressives, selon l'invention, autour d'un ensemble supports-ligne à retard.
  • La figure 1 représente, en coupe longitudinale selon l'axe z, un fourreau à masses polaires intégrées selon l'art antérieur. Ce fourreau comporte une pièce 1 d'un seul tenant en matériau magnétique, du fer doux par exemple. Cette pièce 1 a la forme d'un tube cylindrique 2 d'épaisseur e1, d'axe z, portant des collerettes 3 successives, de préférence régulièrement espacées.
  • Le fourreau est muni d'un orifice central 7 sensiblement cylindrique centré sur l'axe z. Ici l'orifice central 7 est limité par la paroi interne du tube 2.
  • Les collerettes 3 jouent le rôle de masses polaires. Entre les collerettes 3, on insère des rondelles d'aimants permanents 4. Les faces de même nom des aimants sont en vis à vis et les aimants sont alternés. Le fourreau a une épaisseur e entre deux collerettes 3 successives. Ici cette épaisseur e est égale à e1. L'épaisseur e est suffisament faible pour éviter de perdre du champ magnétique.
  • La pièce 1 peut être réalisée à partir d'un bloc cylindrique plein de matériau magnétique. On l'usine pour lui donner la forme d'un tube et pour réaliser les collerettes. Cette opération peut être automatique.
  • La figure 2 représente une variante d'un fourreau selon l'art antérieur. Maintenant la pièce 1 en matériau magnétique est montée sur un tube 6 en matériau amagnétique, du cuivre, par exemple. Le tube 6 et la pièce 1 sont concentriques. En effet, il est parfois difficile d'assurer une bonne étanchéité au vide en utilisant comme fourreau seulement la pièce 1 en matériau magnétique. L'épaisseur e du fourreau est maintenant égale à la somme des épaisseurs, du tube cylindrique 2 et du tube 6. L'orifice 7 est maintenant limité par la paroi interne du tube 6.
  • Le fourreau est destiné à recevoir une ligne à retard. Lorsque le tube à ondes progressives fonctionne, la ligne à retard s'échauffe fortement. Dans le fourreau, la ligne à retard est maintenue centrée par au moins trois supports en forme de bâtonnets, en matériau diélectrique.
  • Le tube 6, en matériau amagnétique, améliore le transfert thermique entre l'ensemble ligne à retard-supports et l'extérieur du fourreau.
  • La figure 3 représente, en coupe longitudinale, un fourreau à masses polaires intégrées d'un tube à ondes progressives, selon l'invention. Ce fourreau est comparable à celui représenté sur la figure 1. Il comporte une pièce 30 d'un seul tenant en matériau magnétique, du fer doux par exemple. La pièce 30 a la forme d'un tube cylindrique 31, d'épaisseur e′1, d'axe z, portant des collerettes 32 de hauteur H. Les collerettes 32 jouent le rôle des masses polaires.
  • Le fourreau est muni d'un orifice central 37 sensiblement cylindrique centré sur l'axe z. Ici l'orifice central 37 est limité par la paroi interne du tube 31 et le diamètre intérieur du fourreau est égal au diamètre intérieur du tube 31. Comme on l'a décrit pour la figure 1, des rondelles d'aimants permanents 34 sont insérées entre les collerettes 32. Le fourreau a une épaisseur e′ entre deux collerettes 32. Sur la figure, l'épaisseur e′ est égale à l'épaisseur e′1 du tube 31.
  • La principale différence entre ce fourreau et celui décrit à la figure 1 se situe au niveau des collerettes 32. Chaque collerette 32, de hauteur H, comporte maintenant au moins trois fentes 33 radiales, de profondeur h.
  • De préférence, les fentes 33 sont réparties régulièrement sur chaque collerette 32 et elles sont placées aux mêmes endroits sur toutes les collerettes 32. Les fentes 33 sont alors alignées sur toutes les collerettes 32 successives.
  • La profondeur h de chaque fente 33 est sensiblement égale à la hauteur H des collerettes 32. Il est préférable que les fentes 33 ne mordent pas dans l'épaisseur e1′ du tube 31. Les fentes 33 peuvent être réalisées par usinage à l'aide d'un outil tel qu'une fraise ou une scie circulaire. Un même passage de l'outil, sur toute la longueur du fourreau permettra de réaliser les fentes 33 alignées sur toutes les collerettes 32.
  • Sur la figure 3, on ne voit qu'une seule fente 33 par collerette 32. Les autres sont cachées. Sur la figure 4 qui est une coupe transversale de la figure 3, on voit trois fentes 33 radiales régulièrement réparties sur la collerette 32. Deux fentes consécutives forment un angle de 120°.
  • Selon une variante, le fourreau peut aussi comporter un tube en matériau amagnétique. Cette variante est représentée sur les figures 5, 6a et 6b.
  • Un procédé pour monter un ensemble supports-ligne à retard autour d'un fourreau est très simple. Il suffit tout d'abord d'introduire la ligne à retard entourée des supports dans le fourreau. On prévoit que le diamètre intérieur du fourreau permette l'introduction de l'ensemble ligne à retard-supports sensiblement sans frottement.
  • Ensuite, il suffit d'appliquer au moins une force centripète par portion de collerette limitée par deux fentes successives, jusqu'à ce que l'ensemble supports-ligne retard soit serré, de façon permanente dans le fourreau. On effectue un rétreint. On utilise pour cela un outil approprié qui permet de réduire le diamètre intérieur du fourreau au niveau des collerettes. Le fourreau se déforme et vient serrer les supports. Selon l'invention, on prévoit que l'épaisseur e′ du fourreau, entre deux collerettes successives soit suffisament mince pour que le fourreau puisse se déformer facilement et garder une déformation permanente après le rétreint.
  • Les fentes effectuées dans les collerettes facilitent la déformation du fourreau lors du rétreint ; elles ont tendance à se refermer.
  • Selon une variante, le procédé pour sertir le fourreau peut aussi comporter l'application d'au moins trois forces centripètes, par portion de fourreau comprise entre deux collerettes successives. Ces forces centripètes sont réparties de manière à permettre une réduction du diamètre intérieur du fourreau entre les collerettes.
  • Ces forces centripètes peuvent être appliquées en même temps que les forces appliquées sur les collerettes.
  • La figure 5 représente, en coupe transversale, un outil employé pour sertir un fourreau 52 d'un tube à ondes progressives autour d'un ensemble supports-ligne à retard, selon le procédé conforme à l'invention.
  • Dans cette construction, la ligne à retard est une hélice 58 et les supports, au nombre de trois, des bâtonnets 51. Le fourreau 52 comporte une pièce 53 en matériau magnétique ayant la forme d'un tube cylindrique portant des collerettes 56 successives. Cette pièce 53 est montée sur un tube 54 en matériau amagnétique. Les collerettes 56 comportent chacune trois fentes 59 radiales espacées de 120°. Ici le nombre de fentes est égal au nombre de supports. Les deux nombres peuvent être différents. Les fentes 59 sont placées aux mêmes endroits sur toutes les collerettes 56.
  • On commence par introduire l'hélice 58 entourée des supports 51 à l'intérieur du fourreau 52.
  • Deux fentes 59 successives délimitent une portion 55 de collerette. Lorsque le nombre de fentes est égal au nombre de supports 51, de préférence, chaque support 51 est disposé sous une portion 55 de collerette et sensiblement au milieu de la portion 55 de collerette.
  • Pour appliquer au moins une force centripète sur chaque portion 55 de collerette, on utilise au moins trois barres de serrage 57. De préférence, la longueur de chaque barre de serrage 57 est supérieure ou égale à la longueur du fourreau. On dispose les barres de serrage 57 selon des génératrices du fourreau. Les barres 57 sont en contact aves les collerettes.
  • Sur la figure 5, on a représenté trois barres de serrage 57 et chacune d'elle est disposée sensiblement au milieu d'une portion 55 de collerette.
  • On applique sur chaque barre de serrage 57 une force centripète de manière à réduire le diamètre intérieur du fourreau 52, au niveau de toutes les collerettes 56, jusqu'à ce que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau 52, L'intensité des forces appliquées est choisie pour obtenir une déformation permanente du fourreau et un serrage de l'ensemble supports-ligne à retard désiré.
  • Avec cet outil, on obtient un très bon contact thermique entre les supports 51 et les collerettes 56. Ce bon contact est très intéressant car, en général, l'évacuation de la chaleur de la ligne à retard vers l'extérieur du tube se fait par les collerettes 56 donc les masses polaires. Lorsqu'on utilise un dispositif de refroidissement, il est généralement fixé sur les masses polaires. Ce peut être une simple plaque ou dispositif à ailettes.
  • Les figures 6a et 6b représentent respectivement, en coupe longitudinale et transversale, une variante d'un outil approprié pour sertir un fourreau 62 d'un tube à ondes progressives, selon l'invention, autour d'un ensemble supports-ligne à retard. La coupe transversale est faite selon l'axe AA′.
  • Dans cette construction, la ligne à retard est une hélice 60 et elle est entourée de trois supports 61 en forme de bâtonnets.
  • Le fourreau 62 comporte une pièce 63, en forme de tube cylindrique portant des collerettes 68 successives . Cette pièce 63 est en matériau magnétique, elle est montée sur un tube 64 en matériau amagnétique. Le matériau amagnétique peut être du cuivre. Les collerettes 68 comportent trois fentes 69 à 120° l'une de l'autre. Deux fentes 69 successives délimitent une portion de collerette.
  • On commence par introduire l'hélice 60 entourée des trois supports 61 à l'intérieur du fourreau 62. De préférence, on dispose les supports 61 sensiblement au milieu d'une portion de collerette.
  • On va maintenant appliquer sur le fourreau des forces centripètes à la fois sur les collerettes et sur les portions de fourreau séparant deux collerettes successives. Pour cela, on dépose le fourreau 62, en long, à l'intérieur d'un caisson 65, sous un plateau 66 de presse. On va réaliser un rétreint du fourreau par pressage isostatique. On cale le fourreau 62 avec des blocs 67 de matière plastique, par exemple. Ces blocs 67 de matière plastique sont usinés aux dimensions du fourreau 62.
  • La surface extérieure du fourreau 62 est en contact avec les blocs 67 aussi bien, au niveau des collerettes 68 qu'entre deux collerettes 68 successives.
  • On fait descendre le plateau 66 de la presse verticalement de haut en bas. Les blocs 67 de calage servent aussi à répartir également la pression du plateau 66 tout autour et sur toute la longueur du fourreau 62.
  • Des forces centripètes s'appliquent sur le fourreau 62. Elles sont sensiblement égales en tous les points de la surface extérieure du fourreau 62. Elles s'appliquent à la fois sur les collerettes 68 et entre les collerettes 68. Le diamètre intérieur du fourreau 62 se trouve réduit sur toute la longueur du fourreau 62. Le fourreau 62 vient alors serrer les supports 61 et par conséquent l'ensemble supports-ligne à retard .
  • La pression de la presse est choisie pour que la déformation du fourreau 62 soit permanente et que le serrage soit convenable.
  • La faible épaisseur e′ du fourreau 62 entre les collerettes 68 et les fentes 69 des collerettes permettent le rétreint du fourreau 62.
  • Les exemples d'outil qui viennent d'être décrits ne sont pas limitatifs de l'invention. D'autres variantes peuvent être envisagées, sans sortir du cadre de l'invention.
  • Le fait d'utiliser un fourreau de tube à ondes progressives, selon l'invention, présente de nombreux avantages. Les coûts de réalisation de certaines pièces détachées telles que : la ligne à retard, les supports, le fourreau lui-même sont abaissés puisque les tolérances requises sont plus larges.
  • Le temps de montage de la ligne à retard dans le fourreau est réduit car le montage se fait à froid.
  • Des opérations délicates liées à l'emmanchement à chaud sont supprimées : il s'agit, par exemple, du risque de détérioration, par oxydation des atténuations sur les supports.
  • Globalement le temps de montage d'un tube à ondes progressives à fourreau serti selon l'invention est réduit, par conséquent le rendement est augmenté et le prix de revient est abaissé.

Claims (10)

1 - Tube à ondes progressives muni d'un fourreau comportant une pièce (30) d'un seul tenant en matériau magnétique, ayant sensiblement la forme d'un tube cylindrique (31), portant des collerettes (32) successives de hauteur H, caractérisé en ce que chaque collerette (32) comporte au moins trois fentes (33) radiales, de profondeur h et en ce que le fourreau a une épaisseur e′ mince entre deux collerettes (32) successives, les fentes (33) et l'épaisseur e′ contribuant à permettre un sertissage du fourreau par rétreint autour d'un ensemble comportant au moins trois supports entourant une ligne à retard, de manière à ce que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau après le rétreint.
2 - Tube à ondes progressives selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur h des fentes (33) est sensiblement égale à la hauteur H des collerettes (32).
3 - Tube à ondes progressives selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les fentes (33) sont réparties régulièrement sur chaque collerette (32).
4 - Tube à ondes progressives selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fentes (33) sont placées aux mêmes endroits sur toutes les collerettes (32).
5 - Tube à ondes progressives selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble (51) supports-ligne à retard (50) pénêtre dans le fourreau (52) sensiblement sans frottement.
6 - Tube à ondes progressives selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fourreau (52) comporte, de plus, un tube (54) en matériau amagnétique encastré à l'intérieur de la pièce (53) en matériau magnétique, la pièce (53) en matériau magnétique et le tube (54) en matériau amagnétique étant coaxiaux.
7 - Tube à ondes progressives selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lorsque le nombre de fentes (59) est égal au nombre de supports (51), chaque support (51) est disposé sous une portion (55) de collerette limitée par deux fentes (59) successives, sensiblement dans la partie centrale de la portion (55) de collerette.
8 - Procédé pour monter un ensemble supports-ligne à retard dans un fourreau (52) de tube à ondes progressives, selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend:
- l'introduction de l'ensemble supports-ligne à retard à l'intérieur du fourreau (52),
- l'application d'au moins une force centripète par portion (55) de collerette délimitée par deux fentes (59) successives, de manière à réduire le diamètre intérieur du fourreau (52) au niveau des collerettes (56), pour que l'ensemble supports-ligne à retard soit serré dans le fourreau (52).
9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en plus l'application d'au moins trois forces centripètes par portion de fourreau (62) comprise entre deux collerettes (68) successives, de manière à réduire le diamètre intérieur du fourreau entre les collerettes (68).
10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'application des forces centripètes sur les portions de fourreau (62) se fait en même temps que l'application des forces centripètes sur les portions de collerettes (68).
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