Brevet FR2305658A1 — publié le 19761022

La présente invention concerne les passages étanches au travers d'une paroi séparant deux milieux, passages qui peuvent être déplacés sur cette paroi le long d'un trajet défini à l'avance sans rupture drétanchéité au cours de ce déplacement. Des dispositifs de ce genre ont été employés en particulier pour des opérations de soudage par électrons où il est néces -saire d'assurer un vide de bonne qualité au niveau du joint de soudage. Selon certains dispositifs connus, on déplace directement au dessus du joint sur la surface des pièces un traineau comportant deux chambres à vide, l'une dans ltautre et dont la chambre extérieure joue le rôle 'U'anneou de garde". Selon les dispositions les plus performantes, le déplacement s'effectue par un mouvement successif de la chambre intérieure et de la chambre extérieure dans la direction du mouvement du traineau, et en #enouvellont ces mouvements on s'arrange pour qu'il y ait à tout instant un joint statique. De cette façon le problème se résume à assurer une étanchéité statique sur une pièce, ce qui est relativement aisé même lorsque l'état de surface de ladite pièce est médiocre.Toutefois, cette méthode est limitée par les problèmes de fuite qui courent entre les pièces le long du joint à souder et ainsi que par les problèmes causés par les bourrelets de soudure ( fuite, usure des joints d'étanchéité glissants etc... Pour éviter ces derniers inconvénients d'autres dispositifs ont été mis au point duns lesquels une poutre mécanique est placée de façon étan che sur la paroi au dessus du trajet considéré. Cette poutre comporte une ouverture dans tout son long, ouverture recouverte de façon herméti que par une ruban métallique. Sur cette poutre glisse un traîneau qui avale en quelque sorte le ruban, et à l'intérieur duquel, le ruban est détourné de la poutre dégageant ainsi l'accès à la paroi, puis remis en position. Le traîneau est solidaire de la poutre qui constitue une glis sière de machines-outils. Ces appareils connaissent également des limi tations inhérentes à leur conception.Les principales de celles-ci sont d'une part les précisions mécaniques qu'il est nécessaire de respecter sur les joints et sur la poutre pour tenir une étanchéité parfaite tout au long du déplacement du traîneau; d'autre part la rigidité nécessaire de la poutre qui doit résister aux défornations sous l'effet de la pression extérieure. Récemment, il a été décrit-# un passage mobile étanche ( brevet fran çais n0 73.139go - et addition 73.18634 ) qui comporte un traîneau glissant de façon hermétique sur deux rubans fermés l'un contre l'autre et constituant un raccord souple. Ce raccord est posé sur la paroi au dessus du joint que l'on désire souder, par exemple. Les deux rubans sont ouverts à l'intérieur du traîneau pour dégager l'accès à la paroi, puis refermés. Toutefois, il est difficile d'obtenir avec ces systèmes les précisions mécaniques inférieures ou de l'ordre du dizième de millimètre qui semble necessoire pour garantir l'étanchéité, sans aléa,au'passages des joints du traîneau. Ceci est dû à la souplesse du raccord qui se déforme toujours un peu sous l'effet de la pression et sous l'action des frottements accompagnant le déplacement du traîneau. Par ailleurs, l'ouverture des rubans s'effectue sur une certaine longueur, du fait de la rigidité de ceux-ci qui doit leur permettre de résister à l'écrasement sous l'effet de la pression extérieure. Ceci entraine des traîneaux relativement importants en dimension ainsi que des problèmes technologiques délicats dans la conception des raccords. Le dispositif, objet de l'invention, comporte une poutre constitué deux parties en regard l'une de l'autre, séparées par un espace relativement important qui dégage un accès confortable à la paroi sur laquelle repose cette poutre. La séparation entre ces deux parties est recouverte de deux rubans très souple ( caoutchouc- ou autre ) qui sont serrés et fermés l'un contre l'autre de façon à rendre l'ensemble totalement hermétique. Sur cette poutre glisse un chariot pourvu de joints et à l'inté- rieur duquel sont ouverts pui refermés les deux rubans. Dans l'exemple exposé, ci-dessous, à supposer que l'on veuille effectuer une opération de soudage par électrons, de deux éléments, la chambre recevant le canon à électrons sera placée et maintenue sous vide constamment ainsi que l'intérieur de la poutre. Les rubans ne sont pas en mesure de résister aux efforts de la pression, aussi ils seront soutenus de façon quasi continue afin d'éviter des déformations locales qui, à coup sûr, nuisent au maintien de l'étanchéité entre la poutre et G chambre mobile. Le dispositif selon l'invention G pour rt d'om-:Iiorer les appareil loges antérieurs, atroce à des conceptions originales qui assurent fr-ahi- lité et reproductibilité du fonctionnement, et qui suppriment es Gtten- tes et les aléas liés à l'obtention et ru maIntien d'un vic correct lors de 1G préparation et lors du soudage proprement dit. En d'autres termes, l'invention a pour but la réalisation d'un appareillage de vocaion industrielle. Ce dispositif est caractérisé par deux rubans qui, lorsqu'ils ssnt accolés en regard l'un de l'outrer forment une surface plane ( ou de révolution ). Cette planéité constituant un atout appréciable pour le maintien d'un vide satisfaisant à l'intérieur de la chambre lors de son déplacement. Il est caractérisé par le fait que l'on soutienne constamment et rigidement les rubans au dessus du volume de la poutre, y compris, aux passages des joints de la chambre, et que ces pièces-soutien sont esca-. motées lorsqu'elles sont situées en dessous de la chambre, de façon à dégager un plein accès aux pièces dès que les deux rubans auront été ouverts. Il est encore caractérisé en ce que tous les joints d'étanchéité, statiques ou mobiles, sont soumis c un serrage controlé et controlable. Il est également caractérisé par des structures statiques formant un ensemble #indéformable et qui reste stable à quelques dizièmes de millimètres près par rapport aux pièces sur lesquelles elles sont fixées dès leur mise en place et pendant le déroulement des opérations de soudage ( ou autres ). il est caractérisé aussi par le fait que la chambre mobile comporte des moyens commandant. l'effacement des pièces de soutien, des moyens destinés a ouvrir et à refermer les deux rubans, des joints s'appuyant à divers niveaux de la poutre. Ces diverses caractéristiques seront mieux comprises à l'aide des descriptions qui suivent La figure 1. représente la coupe transversale d'un dispositif selon l'invention, Il s'agit d'une dense poutre étanche dont les rubans sont en position fermée. La figure 2 montre la même demie-poutre dont les rubans sont en position d'ouverture. Les figures 3 et 4 mettent en évidence, en coupc#transver- sale et longitudinale, certains détails de ce dispositif. La figure explicite dans une vue en plan l'allure généraiede ce passage mobile étanche avec ouverture et fermeture des deux rubans. Les figures 6 montrent d'autres principes de réalisation de dispositifs destinés à supporter les rubans. Sur la figure 1 le passage mobile glisse sur la poutre dont nous voyons une moitié. Cette poutre sépare deux milieux, le milieu ambiant 1 et le volume hermétiquement clos 2 délimité par la poutre, la chambre et les deux tôles 3 et 4, qui dans l'exemple choisi doivent être soudées par Sa faiseau d'électrons sous vide selon le joint 5. Plus précisément la poutre 15 comporte à sa partie supérieure les rubans 21 et 24 serrés l'un contre l'outre en 23, et des joints plats 8 serrés par des ressorts indépendant 7 sur la tôle 3 ; elle comporte encore un "anneau de gardez 9 pompé par l'orifice 10 et lui-mSme serré par des joints plats 6 sur la pièce 3.En dehors du joint 5 et placé de façon hermétique un réceptacle 13 pompé par 11 et s'appuyant par des joints 12 sur les pièces 3 et 4. La poutre possède des parties fixes et des parties mobiles destin nées à supporter les rubans 21 et 24. Ces parties mobiles sont constit# tuées de plateaux 22 juxtaposés dont le mouvement est commandéspar le recul des tiges 25 coulissant douas les guides 17 et 18. Sur ces tiges sont fixées par des axes 26 des disques libres 27. Sur la figure 1 sont schématisés également des serres-joints 28, des tiges 19 réglables en 20 et destinées à appuyer correctement la poutre sur les pièces à souder 3 et 4. La figure 2 montre la maie demie poutre en position d'ouverture. Les plateicx 22 ont été repoussés en 37 par le recul en 35 des tiges 25 de la figure 1 ; ces plateaux glissent sur les étages 14 et 16 respectivement en dessous du ruban 21. Les rubans qui ne sont plus soutenus sont chassés en 39 dégageant ainsi l'accès au joint 5. Ces mouvements d'ouverture sont effectués en dessous et à l'intérieur de la chambre glissante. il existe bien des moyens pour commander ces mopvements. Dans l'exemple donné choisi à titre non limitatif, ils sont produits par l'appui direct d#élé-: ments 71 appartenant à la chambre qui viennent repousser les disques libres 38 contre l'action opposée des ressorts de rappel 40.On a sch~ma- tis en pointillé quelques éléments appartenant à la chambre glissante des joints d'étanchétté 73, 74 et éventuellement 75 frottant respectivement sur l'étage suprieur 14, l'étage intermédiaire 16 et éventuellement sur les pièces à souder. Ces structures sont solidaires d'une cheminée 70. Des verins 50 ( figure 3 ) traversant la poutre par un passage étanche 51 servent à réunir les deux demies poutres. En a#u#issant dans les guides 53, ils viennent s'embouter dans le guide 54 et se verrouiller par rotation grace à un index 55. A l'arrivée de la chambre glissante, ils sont escamontés en 56, puis reverrogillés après son passage. Des oeillets 52 peuvent également être utilisés pour fixer la poutre rigidement sur les pièces à souder grâce à des outillages classiques et des étaux qui ne sont pas représentés. Les étages 14 et 16 de la poutre sont renforcés par des nervures 41 ( figure 4 ).La rigidité de le poutre résulte donc des structures elles-maies, des tiges d'appui réglables 19 destinées à asseoir correctement la poutre sur les pièces, des verins 50 et éventuel- lement d'autres moyens extérieurs non représentés destinés à reprendre les efforts par les pions d'eccrochage 52. Sur la figure 4 on voit en coupe longitudinale les tiges mobiles 25 glissant dans les guides 17 et reliées aux disques 27, ainsi que les orifices de pompage 43 et 42 destinés à mettre séparément sous vide les deux compartiments inférieur et supérieur#de la poutre. Cet ensemble est repris sur la figure 5. On voit "l'anneau de garde" 9 de la poutre, son joint d'étanchétté 6 et son pompage séparé par les orifices 10, les conduits de pompage 42 et 43 des deux étages de la poutre, les verins 50 et les oeillets de manutention 52.On voit également le serre-joint 28 destiné à garantir ltétanchétté du ruban sur 14, les deux rubans serrés l'un contre l'autre en 23 et s'ouvrant en 39 pour dégager l'accès au joint 5 séparant les pièces 3 et 4, la cheminée 70 repoussant les deux rubans, la pièce 71 dont le rôle est d'escamoter les supports 37 en déplaçant au fur et à mesure les disques 61, 62, 63, 64 et 65 ; on voit enfin les joints d'étanchétté de la chambre 72 et 73 qui reposent sur les rubans en des endroits qui sont constamment soutenus par des parties resistantes. Les figures 5 bis et 5 ter décrivent le principe d'une chambre glissante. Celle-ci comprend une cheminée centrale 70, une platine supérieure sur laquelle on raccordera les outils que l'on souhaite utiliser ( par exemple canon à électrons ), deux plaques qui portent les joints 73 et 74 lesquels s'appuient respectivement sur les étages supérieur 14 et inférieur 16 de la poutre recouverts des rubans 21, et deux plaques qui écartent mécaniquement les disques reliés au plateau escamotable 37. A la platine 81 est fixée une structure rigide 85 destinée à entraider la chambre dans son déplacement. A supposer que l'on veuille placer un canon à électrons au dessus de 81, il-sera nécessaire de faire le vide le meilleur à l'intérieur 83 de la cheminée.On voit que selon cette description le premier étage de vide ou "anneau de garde" de la chambre glissante correspond au volume compris entre les joints 73 et 74 c'està-dire au volume de l'étage supérieur de la poutre qui est pompé par les orifices 43. Le second étage de vide est assuré par le joint 74 : c'est le volume correspondant à l'étage inférieur de la poutre, il est pompé par les orifices 42 et 11 ( en dessous du joint 5 ). Cette conception conduit à un allégement considérable du nombre et du poids des pièces qui constituent habituellement la chambre glissante. Toutefois si l'on veut parfaire le vide à l'intérieur de la cheminée on peut encore rehausser celle-ci pour placer un orifice de pompage 86 qui sera relié à un groupe de pompage mobile avec la chambre. Les figures 5 A et 5 B quater montrent une disposition générale de cet appareillage. On voit la poutre 15 avec les orifices de pompage des deux étages et les canalisations fixes correspondantes de pompage 91 et 92. La platine 81 de la chambre est reliée à une structure rigide 85 qui encaisse les efforts de la pression et roule sur des rails 93 et 94 et montés sur la poutre, elle est mue par un moteur 95 en prise sur un rail guide auxiliaire 96 que nous avons indiqué fixé à la poutre par les oeillets 52. D'une manière similaire on a représenté le canon à électrons 98 qui est lié à la platine 81 de la chambre mobile par un raccord fle xible 97 ; il est supporté par une structure rigide 100. Il est û de façon autosome par le moteur 99. Ces deux déplacements séparés ont pour but d#assurer un mouvement parfaitement continu du canon sans broutage d aux divers frottements des joints de la chambre mobile.Dans ce schéma, la chambre glissante a été pourvue d'un pompage supplémentaire par l'orifice 86. Le canon 98, sa pompe secondaire 101 et Sa lentille électromagnétique 102 forment un ensemble rigide. Cette description a été donnée à titre indicatif. On peut envisager d'autre variante touchant aux pièces-support de ruban escamotables, à la commande des mouvements de ces pièces-support etc..., et compléter ces dispositifs par des améliorations destinées à réduire la conductance des fuites qui traduiraient une rupture transitoire d'étanchétté des joints 73 et 74. C'est ainsi que sur la figure 6 sont représentés des plateaux-support 121 qui s'effacent sous les rubans au moment opportun par pivotement autour des charnières 122, sous l'action de serins 123 comportant un bras articulé 124. Le serrage de ces vérins par des commandes électromagnétiques comprime les lèvres 23 des rubans 21 et 24,-l'une contre l'autre, ce qui assure l'étanchéité sans aléas. Nous avons représenté les plateaux en position d'ouverture au deuxième étage de la poutre : la cheminée 70 de la chambre #bseee les rubans 21 et 24, elle est raccordée par la plaque 125 au joint glissant 74 ; entre 125 et le niveau 16 on a placé dans l'intervel une cale 126 destinée à faire remplissage et à laminer les fuites éventuelles. REVENDICATIONS Dispositif permettant l'accès en tout poit d(un trajet linéaire prédéfini , sur une paroi séparant deux milieux , sans rupture d'étanchéité 1. Il est caractérisé par le fait qu'il comporte une poutre rigide formée de deux parties semblables placées en vis à vis , pourvue d'éléments escamotables mécano~ quement résistants qui supportent deux rubans déformables serrés l'un contre il autre de façon hermétique , et une chambre mobile à l'intérieur de laquelle on ouvre et on referme les deux rubans . A tout moment les joints mobiles d'étanchéité reposent sur les rubans souples en des zones qui sont soutenues par des strutures résistantes tes 2.Dispositif selon 1 , caractérisé par le fait que la poutre comporte deux étages chacun recouvert de deux rubans étanches , étages pompés sous vide séparément et sur lesquels les joints de la chambre viennent faire étanchéité ; et où également les pièces-support sont escamotées lorsqu'elles sont situées à l'intérieur du périmêtre défini par les joints d'étanchéité de la chambre. 3. Dispositif selon I et 2 , où les pièces-support sont déplacées transversalement entre le ruban et la poutre. Dans une réalisation avantageuse leurs mouvements sont commandés mécaniquement par la chambre et par des ressorts de rappel. 4. Dispositif selon 1 et 2 où les pièces-support sont des tablettes juxtaposées qui basculent autour d'une charnière sous l'action de vérins articulés asservis au déplacement de la chambre. 5. Dispositif selon 1 et 2 où la chambre mobile ne possède pas de moyens de pompage autonomes ; où elle comprend une colonne centrale accédant au trajet prédéfini , et est pourvue d'une série de plaques portant ,les unes , des joints d'étanchéité les autres éventuellement servant à commander l'effacement des pièces-support. 6. Dispositif selon 1,2,5 où les fuites éventuelles sont laminées par des pièces de remplissage appartenant à la chambre comprises entre les niveaux (étages) de la poutre et les plaques correspondantes portant les joints d'étanchéité. 7. Dispositif selon 1 et 2 où les deux moitiés de la poutre sont maintenues solidement entre elles ; où cette poutre prend assise sur les parois par l'intermédiaire de cales réglables ; où les joints statiques d'étanchéité sont serrés par des moyens indépendants. 8. Appareillage de soudaqe par électrons utisant un passage mobile étanche défini par 1 et 2 dont la chambre mobile est équipée d'un canon à electrons , et comprenant deux platines rigides déplacées simultanément , assurant respectivement le déplacement de la chambre et celui du canon. Ces deux platines sont préférentiellement réuniespar une connection souple et mûes séparément, elles résistent aux efforts de la pression.Les joints glissentsur la poutre avec un effort controlé.