Brevet FR2241477A1 — publié le 19750321

La présente invention concerne les dispositifs permettant le charge- ent et le déchargement continu d'une enceinte étanche dans laquelle des pièces doivent recevoir un traitement particulier. Elle concerne plus spécialement des dispositifs convenables pour des transferts en présence de différences de pression entre l'enceinte ou les enceintes étanches et leur environnement; et en particulier lorsque ces enceintes sont conçues pour effectuer des traiteients sous vide (soudage, brassage, etc..) Il existe de très nombreux systèmes d'alimentation continue à l'intérieur de fours de traitements thermiques par exemple qui répondent de fa çon satisfaisante aux exigences dtisolerent-des atmosphères lorsqu'il n'y a pas de différence de pression d'un milieu à l'autre. Mais quand il s'agit d'approvisionner en continu un appareillage fonctionnant sous vide, les solutions à ce problème nfont été apportées qutà quelques cas isolés, dont les plus connus sont ceux du passage d'une pièce de très gronde longueur et de profil constant au travers d'une chai- bre à vide (tubes, rubans, ...). Par contre, le passage continu sous vide d'une grande série de pièces lors d'opérations à cadence élevée n'a reçu que des réponses partielles. C'est ainsi que dans les machines de soudage par électrons à grand débit, il est connu d'utiliser des appareillages à plateaux tournants ou carroussels qui s'arratent à des postes fixées ou l'un effectue le chargement, la lise on place, le soudage, le déchargement... de façon à ce que ce soit l'opération la plus longue qui fixe la cadence de production alors que toutes les autres opérations annexes s'effectuent en temps asqué. Pour ces applications, la durée de l'opération de soudage - limitée au tir du faisceau d'électrons sur le joint - n'est pas le facteur déterminant car il n'y a. aucune peine à augmenter la puissance du canon à électrons et donc à accroître la vitesse de soudage. Les limitations proviennent essentiellement des durées de pompage nécessaires à mettre sous vide primaire (1 o-I à 10-2 torr) les pièces à souder; le transfert constitue la limitation. Diverses solutions sont connues. Par exemple celle consistant à utiliser des joints d'étanchéité contre lesquels le plateau du carroussel va glisser de telle façon que grâce à des anneaux de garde, on puisse assurer un premier pompage des réceptacles contenant la pièce à souder dans la"zone de garde* avant d'arriver dans la chambre de soudage proprement dite qui est en connection avec le canon à électrons. Evideiment, le glis serment rapide et saccadé du carroussel sur les divers joints de grandes dimensions qui ferment les anneaux de garde pose unedifficile problème de réglage et d'entretien. Une autre disposition consiste à présenter le réceptacle sous la cham- bre du canpn à électrons et, par déplacement vertical, venir en appui étanche sur cette chambre de soudage. On effectue le pompage de cette chambre jusqu'au moment où le vide devient suffisant pour ouvrir une vanne qui généralement est solidaire du canon à électrons dont la partie accélératrice haute tension est maintenue constamment sous vide secondaire (10-5 & 10-4 Torr). Dans ces dispositifs à carroussel, la pièce est fixe dans on rEcep- tacle qui se déplace de poste à poste; le canon est fixe également et le soudage s'effectue par action de bobines électromagnétiques de déflection de faisceau. Le soudage par déflections a quelques limitations; en effet le faisceau l'électrons décrit un cone dans son déplacement ce qui restreint les dessins d'assemblage possibles surtout lorsque l'on souhaite exécuter des cordons de soudure à forte pénétration. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces divers inconv- nients. Il fait appel à des mécanismes rustiques, il entratne un allégement substantiel des composants (ex. : vannes, groupes de pompage, sas) et leur simplification (par exemple joints à vide); et rend ainsi passible la conception de chaîne de trovail (appareillages) fables, économiques et à cadence de production améliorée. Dans les exemples de soudage par électrons cités précédemment il accroît la gasre des assemblages possibles en permettant de réaliser simplement des déplacements relatifs entre la pièce et le canon lors du soudage.Il s'applique également avec avantage aux techniques de brasage et de traitements thermiques qui se prêtent à des cycles thermiques rapides. Dans la description qui suit nous voyons à titre d'exemple un dispositif convenont au transfert au trovers et dans des enceintes à vide. Un tube transfert 1 d'introduction dans l'enceinte 2 reçoit de façon continue des éléments 3 qui accrochés les uns aux autres forment un "train ininterrompu". Au fur et à mesure du déplacement dans la chambre 2, de nouveaux éléments sont accrochés à ce train. Chaque élément comporte un ou des joints 4 classiques (O-ring, joints à lèvres ... ou encore joints à liquide sognétique) qui font étanchéité au cours du déplacement dans le tube transfert 1.Un orifice de pompage 5 est prévu dans le tube transfert de façon à éviter des remontées de pression imputables au transport dans l'enceinte de volume de gaz entraîné par l'élément. Chaque élément avec son joint se comporte donc comme un bouchon étanche mobile et c'est la succession de ces bouchons qui au passage dans le tube-transfert pompé va assurer l'étanchéité et éviter toute recontée de pression dans l'enceinte pendant l'introduction des éléments. Les forces dues à la différence de pression qui s'exercent sur les éléments sont reprises par un système 6 à pinces, molettes, etc.. qui maintien les éléments et assure leurs déplacements. Des sécurités sont prévues pour éviter de "Icher" les éléments lorsque l'enceinte de travail 2 est mise sous vide. Une fois parvenu dons l'enceinte l'élément 8 est détaché de l'élément 7 gracie à une pince 9 montée-sur un passage étanche. Les roues 10 et les roues 11 assurent le transport de l'élément au poste de. travail; par un déplacement vertical elles viennent en contact avec l'élément ou bien s'escamotent. Une fois terminé avec l'élément 8, celui-ci est transporté d'une façon analogue en 12 et accroché au train d'évacuation gracie à la pince 13. On voit que dans cette disposition il n'y a aucunement besoin de vannes et de sas pour entrer dans l'enceinte à vide et en sortir. Sur la figure 2, nous voyons en coupe l'enceinte 2, les roues escamo- tables 11 dont la rotation en-position haute assure le transfert de l'élément 8. Grâce à des butées escamotables 14, l'élément est exactement situé à son poste de travail. Un arbre 15 en rotation est alors engagé dons l'élément 8 et entraîne en -rotation un assemblage 16 sous un canon à électrons 17 dont le faisceau d'électrons 18 va réaliser le soudage. Après soudage, l'arbre 15 et les butées 14 sont dégagées puis l'élément 8 est déplacé et remplacé par un nouvel élément. Une autre façon de réaliser ce train continu - cette succession de bouchons mobiles faisant étanchéité dans le canal de transfert - est d'opérer de la façon suivante qui est particulièrement intéressante lorsque les déplaçelents s'effectuent de façon uniforme à vitesse constante. Sur les figures 3a, 3b, 3c, est représenté un train-transporteur ou convoyeur 21 qui se referme sur lui-iame en traversant la ou les enceintes étanches 22, 23. Ce convoyeur comporte des réceptacles 24 séparés les uns des autres par des cloisons 25. Ces réceptacles sont pourvus 'un couvercle 26 qui assure une continuité de forme du train-transporteur permettant ainsi à celui-ci de jouer le rôle d'un bouchon étanche continu au travers des canaux de transfert 1.Sur cette figure les canaux de transfert sont pourvus de joints d'étanchéité 27, 28. Un orifice 41 est ménagé dans le couvercle 26 ou dans la paroi du convoyeur 21 de façon à pomper les ré- ceptacles pendant leur passage dans le canal de transfert par une pompe raccordée à la canalisation 5. Dans la chambre de travail 22 les réceptacles 24 sont ouverts par bas culèrent du couvercle 26 et les pièces contenues dans les réceptacles deviennent accessibles. Le convoyeur est entraîné en mouvement par les molettes 42. Le chargênent et le déchargement des pièces s'effectuent respectivement aux postes 43 et 44 après ouverture en 45 des couvercles 26. Sur la figure 3d, on a schématisé un mouvement des pièces 46 qui ont été placées dans les réceptacles. Dans cette figure la pièce 46 est fixée sur un support 47 amarré sur le couvercle 26. Après bosculement du cou vercle qui se trouve alors en position 48, un poussoir 49 est introduit dans le logement 50. Ce poussoir dégage le support 47 et il élève la pièce 46 dans une zone de travail. Dans cette zone de trauil 51 on a schématisé un dispositif de chauffage par rayons cathodiques (électrons) 52 grâce auquel on porte à température de braseg;la partie 53 de la pièce 46. Par une série inverse d'opérations, on redescend la pièce sur le couvercle qui est alors refermé pour évacuation.Sur la figure 3 b l'enceinte 22 serait par exemple destinée au brasage et l'enceinte 23 à un refroidissement accéléré sous jet d'argon. Dans une version très simplifiée (figure 4) dérivée des-principes précédents et qui se prête particulièrement au soudage ou au brasage d'extrémités de corps cylindriques ou prisatiques, le train d'élément se réduit à un piston 31 qui alternativement traverse le canal de transfert 32 en venant chercher des pièces 33 sur lesquelles on désire exécuter une soudure ou un brasage par le faisceau d'électrons 34. La chambre de transfert est pourvue de joints et d'un pompage auxiliaire. Des butées 35, des roués et crémaillères 36 assurent le?déplaceient du piston. En position de soudage les molettes 37 se resserrent 38 sur le corps 33 et l'entrat- nent en rotation. Dans ce cas, comme dans celui décrit dans les figures 3, la différence de pression m'exerce-aucun effort au cours des divers mouvements car le volume de vide reste constant. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant le transfert continu de pièces au travers et à l'intérieur d'enceintes étanches soumises à des pressions différentes, caractérisé par le fait qbil comporte a) la constitution d'une suite continue d'éléments accrochés les uns aux autres soit qu'il s'agisse des pièces ou bien des boîtiers conte nant ces pièces, b) des canaux de transfert au passage desquels s'effectuent les pompages sur les éléments. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les boîtiers (ou éventuellement les pièces) portent des joints qui font étanchéité : d'une part à l'intérieur des canaux de transfert par où s'engage et s'évacue la suite des éléments juxtaposés précédents; d'autre part d'un boîtier à l'autre. 3. Dispositif permettant le transfert continu de pièces au travers et à l'intérieur d'une enceinte étanche caractérisé par un transpérteur fermé sur lui-mme se déplaçant à l'intérieur de l'enceinte et comportant une série de réceptacles. Des couvercles conférant une continuité de forme au transporteur, des cloisons et des joints assurent l'étanchéité d'un réceptacle à l'autre pendant le passage dans le canal de transfert. Un orifice permet l'évacuation du réceptacle pendant son passage dans le ca nal de transfert. 4.Dispositif selon 2 ou 3 caractérisé par le fait que à l'intérieur de l'enceinte à vide les pièces sont déchargées des boîtiers ou des ré ceptacles et transportées à un poste de travail. Leur évacuation ultérieure s'effectue de la mame fanon soit par le mame train (suite d'élé mentis juxtoposéslou transporteur) soit par un train semblable. 5. Dispositif selon 2 ou 3 caractérisé par le fait que le boîtier ou le réceptacle contient des supports sur lesquels sont fixées les pièces et qui peuvent être mis séparément en mouvement. 6. Dispositif selon 2 caractérisé par le fait que les boîtiers sont déconnectés les uns des autres à l'intérieur de l'enceinte étanche, déplacés et positionnés au niveau du poste de travail, puis réunis pour évacuation. Les boîtiers ont une fonction de positionneaent, ils sont pourvus de butées, de crémaillères et autres organes destinés à simplifier leur déplacement à l'intérieur de l'enceinte. 7. Appareillages de soudage par électrons et de traitements thermi- ques comportant une ou plusieurs enceintes étanches réunies par ces dispositifs de transferts. 8. Dispositif selon 1, où l'entrEe et la sortie de ltenceinte étan- che s'effectuent par le même canol de transfert par va et vient d'un piston venant accrocher la pièce qui est introduit partiellement dans l'enceinte.