Brevet FR2122423A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne les dispositifs de transport à fluide et, plus particulièrement, un procédé et un dispositif permettant de transporter pneumatiquement des articles tels que des blocs semiconducteurs pendant leur fabrication. 5 Pendant la fabrication des blocs semiconducteurs, on emploie d'ordinaire de l'air comprimé pour déplacer les blocs le long d'un tube ou autre chemin dans lequel le fluide est confiné. Dans ces dispositifs, un courant d'air à haute pression est nécessaire pour vaincre la friction [statique] de libération du bloc. Cependant, une fois qu'un bloc a commencé à se déplacer, 10 sa vitesse est si grande qu'il est endommagé lorsqu'il parvient à l'extrémité du tube et entre brutalement en contact avec l'équipement de traitement. Si l'on diminue la pression de l'air afin que la vitesse de déplacement du bloc soit telle qu'il ne soit pas endommagé en atteignant l'extrémité du tube, il faut prévoir également l'emploi de vibrations mécaniques pour 15 provoquer le déplacement initial des blocs. Tous les composants, y compris le tube ou autre chemin analogue, de même que les sondes électriques que nécessite l'équipement de traitement, sont alors soumis à ces vibrations. On a tenté de résoudre ce problème grâce à des dispositifs dans lesquels le fluide est appliqué par impulsions, à des emplacements longitudinalement 20 espacés les uns des autres, aux blocs ou autres articles transportés, de manière à produire simultanément une vibration pneumatique ainsi qu'une force motrice suffisante pour déplacer les blocs ou autres articles le long du chemin de la façon désirée. L'un de ces dispositifs de l'art antérieur comprend un certain nombre de buses disposées de part et d'autre du chemin, 25 l'air étant puisé par les buses au moyen de valves, de manière à assurer le transport des blocs ou autres articles le long de l'élément faisant fonction de support. Néanmoins, les dispositifs de ce type sont relativement compliqués, exigent que le fluide se décharge par un grand nombre de buses qui doivent être orientées, selon des angles bien définis, vers les articles 30 transportés, et nécessitent un contrôle précis de la décharge du fluide sous pression aux emplacements des différentes buses afin que le déplacement de l'article le long du chemin s'effectue dans des conditions bien déterminées. Enfin, la direction du déplacement de l'article ne peut pas être inversée, et les variations de la vitesse de déplacement sont relativement 35 difficiles à obtenir ou à commander de façon précise. La présente invention concerne à la fois un procédé et un dispositif permettant d'obtenir le déplacement d'un article le long d'un chemin à fluide confiné, ce chemin subissant l'application alternée, d'un même côté de l'article, d'impulsions de pression et d'impulsions de dépression afin 40 de provoquer le déplacement de l'article par vibrations. L'àpplication d'une 71 47860 2 2122423 impulsion de pression au milieu dans lequel se trouve l'article suffit à.vaincre l'inertie de celui-ci et à provoquer son déplacement, cependant que l'application d'une impulsion de dépression a pour conséquence de s'opposer partiellement aux effets de l'impulsion de pression. Le déplacement 5 provoqué par l'impulsion de pression commande la longueur du parcours effectué par l'article, la vitesse de cet article ainsi que la direction de son déplacement en faisant en sorte qup les amplitudes des deux pressions restent inégales. Un dispositif particulier de transport à fluide comprend un orifice 10 commun de sortie de fluide couplé au chemin dans lequel le fluide est confiné, et des orifices d'admission ou de sortie de fluide individuels couplés à l'orifice de sortie commun et orientés parallèlement à ce dernier. Un disque tournant autour de l'axe de l'orifice de sortie commun recouvre l'extrémité ouverte de chaque orifice d'admission ou de sortie et comporte au moins 15 une ouverture axiale à un emplacement radial se trouvant dans l'alignement desrifices d'admission ou de sortie. Une source de dépression disposée du cSté du disque opposé à celui où se trouvent les orifices d'admission ou de sortie est alignée axialement avec l'un desdits orifices, et une source de pression est alignée axialement avec l'autre orifice. La rotation du 20 disque et la mise en position des ouvertures axiales qu'il coirporte permettent d'obtenir le couplage alterné du fluide provenant de chacune des deux sources avec l'orifice de sortie commun pour permettre un déplacement vibratoire de l'article le long du chemin. La position des deux orifices d'admission ou de sortie étant déterminée relativement à l'axe de rotation du disque, 25 le couplage alterné du fluide provenant de la source de pression et du fluide provenant de la source de dépression avec l'orifice de sortie commun est commandé par l'espacement approprié, à la circonférence du disque, des trous axiaux par rapport aux orifices d'admission de façon à obtenir le blocage d'un orifice d'admission ou de sortie cependant que l'autre se 30 trouve aligné axialement avec l'un des trous du disque. Ou encore, l'un des orifices d'admission ou de sortie peut être décalé circonférentiellement par rappor à l'autre, de même que sa source de pression qui lui est axialement alignée afin d'obtenir le blocage et l'ouverture alternés de cet orifice par rotation du disque d'une façon déphasée par rapport à l'autre source 35 de pression et à l'autre orifice d'admission ou de sortie. De préférence, les orifices d'admission ou de sortie sont espacés de 180° l'un de l'autre et le disque comprend un grand nombre de trous axiaux espacés sur sa circonférence . D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention 40 rassortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés 71 47860 3 2122423 à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif de transport pneumatique vibratoire de la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective du modulateur à fluide qui cons-5 titue le principal composant du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente une forme d'onde particulière pour le dispositif de la présente invention. Sur la figure 1, une série d'articles, tels que des blocs semiconducteurs 10 sont disposés à l'intérieur d'un chemin 12 dans lequel un fluide est 10 confiné, ce chemin étant défini par un tube de décharge cylindrique ou rectangulaire 14, le chemin 12 constituant l'âme du tube. Les extrémités 16 et 18 du tube sont ouvertes et jouent le rôle d'entrée et de sortie selon le sens de déplacement des blocs 10. Dans le cas présent, l'extrémité 16 est alignée axialement avec un ensenble en forme de T 20 comprenant 1^ un tube 22 servant d'orifice de sortie commun et une paire de tubes décalés axialement et parallèles 24 et 26 faisant fonction d'orifice d'admission. Les tubes 24 et 26 sont disposés sur la circonférence du disque autour de l'axe défini par le tube 22 et espacés de 180° l'un de l'autre. Les extrémités "en aval" des tubes 24 et 26 sont recourbées et connectées en 28 au 20 tube 22 de manière à faire partie intégrante de ce dernier; les extrémités "en amont" des tubes 24 et 26 se trouvent à une faible distance d'un disque 34 monté en rotation autour de son axe 36, qui coïncide avec l'axe du tube 22 et du tube 14. Les axes des tubes 24 et 26 sont parallèles à l'axe 36. Le disque 34 est monté en rotation autour de l'axe 36 sur des paliers (non 25 représentés) et est couplé à un moteur électrique tel que le moteur 38 par l'intermédiaire de l'arbre 40 de telle sorte que le disque 34 tourne autour de l'axe 36 dans la direction indiquée par la flèche. Le disque 34 porte sur sa circonférence un grand nombre de trous qui sont alignés axialement avec les tubes 24 et 26. 3° Une source de dépression 44 et une source de pression 46 sont disposées du cfité du disque 34 opposé à celui où se trouvent les tubes 24 et 26. A cet égard, la source de dépression 44 peut comprendre une pompe à vide 48 couplée à un tube 50 dont l'extrémité de décharge 52 est alignée avec le tube 24j la source de pression 46 peut comprendre un compresseur 54 35 se déchargeant dans un tube 56, dont l'extrémité 58 est alignée axialement avec le tube 26. Lorsqu'il est en rotation, le disque 34 est le principal composant du modulateur de fluide 35 en ce sens qu'il ouvre périodiquement un chemin de circulation du fluide entre la pompe à vide 48, son tube de décharge 50 et le tube 24 axialement aligné avec celui-ci, cependant que 40 le compresseur 54, disposé à 180° de la pompe 48, est isolé du tube 26 71 47860 4 2122423 ou en communication pneumatique avec celui-ci par l'intermédiaire de l'un des trous 42 du disque 34. Un transducteur de pression 60 est couplé pneu-matiquement par le tube 62 au tube 22 et indique donc la pression ou la dépression existant dans le tube 22, lequel est couplé pneumatiquement au 5 tube 14. On peut voir sur la figure 2, qui représente de façon plus détaillée le modulateur de fluide, une base B4 qui supporte un élément 66 en forme d'U dans la partie interne 68 duquel passe la périphérie du disque 34, qui comporte un grand nombres de trous 42. Un second élément en forme d'U 10 70 est monté sur la base 64 par des moyens (non représentés) permettant d'obtenir un réglage rotatif, autour de l'axe commun 36, du disque 34, du moteur d'entraînement 38, de l'arbre 40 et du tube 22 de l'ensemble 20. Le déplacement de l'élément 70 autour de l'axe 36 dans la direction indiquée par la double flèche 72 permet d'obtenir un réglage de la synchro-15 nisation des impulsions alternées de dépression (flèche 74) ou de pression (flèche 76) fournies respectivement aux tubes 50 et 56. On peut voir sur la figure 2, l'alignement axial du tube 24 avec le tube 50, ainsi que sa relation avec le tube 22. Le mouvement du fluide se fait dans des directions opposées indiquées par la double flèche 78. L'utilisation d'un moteur d'en-20 traînement à vitesse variable permet de modifier la forme d'onde des impulsions, dont un exemple est donné par la figure 3. Le dispositif représenté est donc en fait un disque perforé qui tourne entre deux buses de compression (tubes 56 et 26) et deux buses de dépression (tubes 50 et 24) qui modulent le fluide en impulsions de pression et de dépression. 25 La présente invention est caractérisée ici par l'utilisation d'une pompe à vide 48 et d'un compresseur d'air 54, mais l'air pourrait évidemment être remplacé par du liquide. En faisant varier la vitesse de rotation du disque 34, les dimensions et le nombre des trous 42, l'importance des pressions et des dépressions fournies par les tubes 50 et 56 au disque 30 en rotation, et la synchronisation des pressions et/ou des dépressions déterminée par l'espacement des trous 42 sur la circonférence du disque relativement aux tubes alignés axialement 24-50 et 26-56, on peut faire varier la forme des impulsions de pression et de dépression jusqu'à ce qu'une combinaison optimum soit obtenue, en fonction de l'article transporté et 35 du chemin le long duquel il se déplace. Il serait également possible d'utiliser, au lieu du modulateur de fluide décrit plus haut, un circuit à fluide pur pour fournir de façon séquentielle des impulsions de pression et de dépression à l'article dans le chemin le long duquel il se déplace. Quel que soit le type de dispositif 40 employé pour fournir ces impulsions, une variation de leur durée et de 71 47860 5 2122423 leur amplitude peut facilement être obtenue, comme l'indique la figure 3. Comme on peut le voir, la pression du fluide constituant la sortie, identifiée par la flèche 78 de la figure 2, passe d'une dépression de - 2 2 0,05 Kg/cm à une pression de 0,08 Kg/cm , les imoulsions de pression et 5 de dépression se produisant à une fréquence d'une impulsion de pression et d'une impulsion de dépression toutes les 0,012 seconde. Sur la figure 3, la ligne "a" indique le niveau de pression requis pour vaincre la friction due au glissement, cependant que la ligne "b" indique le niveau de pression ou de dépression requis pour vaincre la friction statique. Sur la figure 3, 10 étant donné que les impulsions de pression ont une amplitude supérieure à celle des impulsions de dépression, le résultat obtenu est un déplacement selon un mode pneumatique vibratoire des blocs 10 (ou autres articles) à l'intérieur du tube 14, et ce de la gauche vers la droite. Si l'amplitude des impulsions de dépression était supérieure à celle des impulsions de 15 pression, le résultat obtenu serait un déplacement des articles de la droite vers la gauche, c'est-à-dire vers la source des impulsions de pression. Ainsi, dans le mode illustré par la figure 3, l'ouverture 18 du tube 14 constitue l'extrémité de décharge du dispositif de transport par fluide, cependant que l'ouverture 1B constitue l'orifice d'admission. 20 Au lieu d'utiliser un courant d'air de vitesse constante, en termes soit de pression, soit de dépression, pour déplacer un bloc semiconducteur ou un autre article dans un tube, la présente invention ne mesure la très grande vitesse de pression ou de dépression que pendant des laps de temps très brefs. Les fréquences des impulsions font vibrer les blocs et les 25 contraignent à se libérer s'ils sont coinçés dans un tube ou autre chemin de transport de dimensions restreintes. Les blocs se déplacent par petits bonds au lieu d'être précipités à l'extrémité du tube en une seule poussée. Lorsqu'on passe d'une dépression à une pression, comme le montre la figure 3, les blocs ou autres articles sont transportés dans une direction, c'est- 30 à-dire de la gauche vers la droite du tube, figure 1. Dans le cas contraire, les blocs sont transportés en sens inverse dans le tube. Contraitement aux dispositifs de transport pneumatiques qui emploient un courant d'air constant pour déplacer les blocs et qui ont recours à des moyens mécaniques pour faire vibrer le dispositif de transport afin d'obtenir le déplacement 35 désiré des blocs, c'est-à-dire pour surmonter la friction statique, la présente invention fait vibrer les blocs sans faire vibrer le dispositif de transport en provoquant en fait une vibration de l'air, celui-ci faisant alors fonction de milieu produisant la force de déplacement. On peut ainsi éviter d'endommager les blocs semiconducteurs, qui sont particulièrement 40 délicats. 71 47860 6 2122423 Le dispositif de la présente invention diffère donc de la plupart des dispositifs de transport pneumatique qui utilisent un courant d'air constant pour déplacer les blocs, ce qui entraîne le problème de l'isolement de l'éauipement de traitement du chemin le long duquel les blocs sont transportés, 5 problème qu'il est impossible de résoudre dans de nombreux cas. Les dégâts subis par les blocs traités par des procédés classiques faisant appel à des vibrations mécaniques et des systèmes de transport pneumatiques à grande vitesse sont considérables. Le procédé et le dispositif de la présente invention, par l'application alternée d'impulsions de pression et de dépression, de 10 préférence du même côté du bloc ou autre article transporté, permettent d'obtenir une augmentation considérable du rendement par rapport è celui obtenu à l'aide des procédés classiques. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode 15 de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 71 47860 7 2122423 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour déplacer un article le long d'un chemin du genre dans lequel l'article est transporté par fluide, caractérisé en ce que l'on applique alternativement à cet article, des induisions de fluide de pression 5 positive et des impulsions de fluide de dépression, afin de provoquer, par vibrations, le déplacement de l'article le long dudit chemin. 2.- Dispositif de transport à fluide du genre comprenant un chemin de transport et un article situé dans ce chemin et pouvant se déplacer le long de ce chemin, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte 88 des moyens pour appliquer alternativement et du même côté de l'article, des impulsions de fluide de pression positive et des impulsions de fluide de dépression afin de provoquer, par vibrations, le déplacement de l'article le long dudit chemin. 3.- Dispositif de transport à fluide selon la revendication 2 caractérisé 15 en ce que les moyens pour appliquer des impulsions de fluide comportent: un tube de sortie de fluide commun qui est couplé au chemin de transport, des tubes d'admission de fluide individuels reliés au tube de sortie commun et s'étendant parallèlement à ce tube de sortie, un disque monté rotatif autour de l'axe du tube de sortie commun et 20 recouvrant l'extrémité libre de chacun des tubes d'admission individuels, au moins une ouverture pratiquée dan? le diqque, cette ouverture étant alignée axialement avec les extrémités libres des tubes d'admission individuels, une source de dépression située sur le côté du disque opposé au côté 25 où se trouvent les tubes d'admission individuels, cette source de dépression étant alignée axialement avec l'extrémité libre d'un premier tube d'admission individuel, une source de pression poàitive située du même côté du disque que la source de dépression et alignée axialement avec l'extrémité libre d'un 30 deuxième tube d'admission individuel, et des premiers moyens, comportant en outre le disque rotatif, pour relier, de façon alternative, la source de dépression et la source de pression positive au tube de sortie de fluide commun. 4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les premiers 35 moyens sont notamment définis par plusieurs ouvertures portées sur la circonférence du disque et alignées axialement avec les tubes d'admission 71 47860 8 2122423 i ndividuels, ces ouvertures étant réparties de telle sorte que lorsqu'un tube d'admission est aligné axialement avec un trou, l'autre tube d'admission est bloqué par le disque rotatif. 5.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les premiers moyens sont définis par le fait que l'une des sources et le tube d'admission qui lui est axialement aligné sont décalés circonférentiellement par rapport à l'autre source et au tube d'admission qui lui est axialement aligné, et par le fait que des ouvertures sont réparties sur la circonférence du disque de telle sorte qu'ils ouvrent le blocage et l'ouverture alternés d'un des tubes d'admission lorsque le disque tourne, et ce, d'une façon déphasée par rapport au blocage et à l'ouverture alternée de l'autre tube d'admission. 6.- Procédé selon la revendication 1 ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce qu'en outre on fait varier l'amplitude des impulsions de fluide pour faire varier la vitesse de l'article à transporter. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 6 ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce qu'en outre on fait varier la fréquence des impulsions de fluide pour faire varier la vitesse de l'article à transporter. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, B et 7, ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'en outre, on fait varier la durée des impulsions de fluide pour faire varier la vitesse de l'article à transporter. 9.- Procédé selon la revendication 1 ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que les impulsions de fluide de pression positive ont une amplitude supérieure à celle des impulsions de fluide de dépression et ce, afin de transporter l'article par vibrations, cet article s'éloignant de la source d'application des inpulsions, 10j- Procédé selon la revendication 1 ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que les impulsions de fluide de dépression ont une amplitude supérieure à celle des impulsions de fluide de pression positive et ce, afin de transporter l'article par vibrations, cet article se dirigeant vers la source d'application des impulsions.