Brevet FR2351496A1 — publié le 19771209

La présente invention concerne des dispositifs de mise. en pression de contacts électriques d'eléments chauffants fonctionnant sous vide, comportant notamment une pièce d'amenez de courant et un soufflet métallique étanche élastique, déformable dans le sens longitudinal et mis sous vide en meme temps que Itélément chauffant alimenté au moyen desdits contacts. On connait déjà, par le brevet français nO I 306 334, des dispositifs utilisés pour maintenir en place par serrage un objet en matière à point de fusion élevé constitué par une tige rectiligne de carbure de titane ou de borure de zirconium utilisée pour vaporiser de l'aluminium sous un vide suffisamment élevé et le déposer sur des objets que lton a besoin de métalliser. Dans ces dispositifs la pression absolue dtun agent réfrigérant fluide, de l'eau en ltoccurence, circulant dans un soufflet métallique expansible disposé dans la meme enceinte que la résistance en matériau réfractaire, applique un effort axial de maintien sur la tige réfractaire reetiligne précitée chauffée par effet Joule et cet effort axial de maintien assure en même temps les contacts électriques nécessaires aux deux extrémités de la tige réfractaire pour y amener le courant chauffant par effet Joule ladite tige réfractaire. Dans une telle installation, il est nécessaire de maintenir une certaine surpression du fluide de refroidissement au-dessus de la pression atmosphérique lors du retour de l'enceinte de vaporisation à la pression atmosphérique en fin d'operation de métallisation: une conséquence évidente de eet état de fait est que le retrait d'un élément chauffant usagé et son remplacement par un élément chauffant neuf nécessitent des manoeuvres de suppression de la pression du fluide de refroidissement et de rétablissement de ladite pression. L'invention a pour but, entre autres, -de remédier à cet inconvénient et de permettre, dans le cadre des eonditions d'emploi des dispositifs selon l'invention, sans aucune opération accessoire, la mise en place, le retrait et le changement des éléments chauffants lorsque ltenceinte les contenant est mise en communication avec l'atmosphère. Un autre but de l'invention est d'assurer automatiquement, de façon sûre, stable et reproductible, de bons contacts électriques au niveau des extrémités des éléments chauffants utilisés. L'invention prend en considération le fait que l'écart vÎria- ble de la pression dans l'enceinte de travail avec la pression atmosphérique est exploitable en vue d'atteindre les buts recherchés. Selon l'invention les dispositifs de mise en pression ae contacts électriques d'éléments chauffants fonctionnant sous vide, comportant notamment une pièce d'amenée de courant et un soufflet métallique étanche élastique, déformable dans le sens longitudinal et mis sous vide en même temps que l'élément chauffant alimenté au moyen desdits contacts sont notamment remarquables en ce que le soufflet métallique précité associé à chaque contact est un soufflet scellé qui a été rempli d'air å la température ambiante et à la pression atmosphérique à l'instant du scellement, dont une extrémité est immobilisée à une distance sensiblement constante de la pièce d'amenée de courant et dont l'autre extrémité coopère avec un poussoir appliquant fermement une extrémité de l'éle La mise en oeuvre des dispositions selon l'invention permet d'obtenir automatiquement, d'une façon sûre, stable et reproductible, le relâchement total de la pression de contact sur les extrémités des éléments chauffants lorsque le courant électrique de chauffage est coupé et que l'enceinte de travail est remise à la pression atmosphérique, ainsi que le rétablissement de la pression de contact lorsque l'enceinte est remise sous vide. La pression de contact appliquée est, évidemment, directement fonetion de la grandeur de la surface utile de la section du soufflet métallique étanche et élastique utilisé; d'autres paramètres, dont l'influence est généralement assez secondaire, réagissent également sur la valeur de la pression de contact obtenue: ce sont, par exemple, la variation du volume du soufflet métallique tanche en fonction de son allongement et la température de l'air contenu dans ledit soufflet métallique. Dans des conditions de mise en oeuvre définies, la pression contact appliquée sur les extrémités des éléments chauffa lorsque l'enceinte de travail est remise sous vide est tre stable et très reproductible, et le mécanisme d'application de la pression n'est pas sujet à des irrégularités de fonctionnement résultant de l'usure de pièces mécaniques. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en élévation, comportant une coupe partielle selon l'axe longitudinal, d'un exemple de réalisation de dispositif de mise en pression de contacts électriques, selon l'invention. La figure 2 est une vue d'ensemble, en élévation, d'un montage comportant deux dispositifs tels que celui montré sur la figure 1, supportant et raccordant électriquement un filament torsadé pour métallisation à l'aluminium du dos de l'écran de tubes de télévision en couleurs. Le dispositif 10 montré sur la figure 1 est réalisé à partir d'un chassis rigide constitué par deux flasques carrés entretoisés par quatre colonnettes cylindriques disposées près des coins des flasques: un flasque avant 11, un flasque arrière 12 et deux colonnettes 13 et 14 sont visibles sur la figure 1. Un soufflet métallique 15, étanche, élastique et déformable, est installé dans l'axe du chassis rigide précité. Les colonnettes avant 13 et î4 cachent les colonnettes arrière non visibles contribuant à entretoiser les flasques Il et 12 et elles ont été représentées plus écartées l'une de l'autre qu'elles ne le sont en réalité de façon à ce que le soufflet métallique 15 soit bien visible. L'extrémité avant des colonnettes telles que 13 et 14 est emmanchée dur dans le flasque Il sur lequel la base des colonnettes est ensuite soudée; l'extrémité arrière des colonnettes est filetée (parties 13 A et 14 A) et le flasque arrière 12 est serré entre des écrous 16 disposés sur les extrémités arrière filetées des colonnettes, avec interposition de rondelles. L'extrémité arrière du soufflet 15 est constituée par un flasque circulaire 17-comportant en son centre une partie épaisse dans laquelle est aménagée un trou borgne taraudé permettant la fixation du soufflet 15 sur le flasque carré 12 par une vis 18. L'extrémité avant du soufflet 15 est constituée par un flasque circulaire 19 comportant en son centre un téton cylindrique fileté sur lequel est vissé un poussoir 20. Un tube cylindrique de guidage et de retenue 21 est soudé au centre du flasque avant 11 et le poussoir 20 peut coulisser librement dans le tube 21. Un trou vertical 22 est percé transversale-ment dans le tube 21 près de l'extrémité avant dudit tube et une pièce cylindrique de contact et d'amenée de courant 23 est disposée dans le trou 22 du tube 21. La pièce 23 est munie d'un alésage axial 24 de diamètre relativement faible et d'une encoche rectangulaire transversale 25 dont la hauteur est égale au diamètre intérieur du tube 21 et dont le fond est aligné avec le bord avant de l'alésage 24. L'extrémité du poussoir 20 pénètre normalement au repos dans l'encoche 25 dans laquelle elle coulisse librement et elle maintient en place la pièce 23. La position du flasque arrière 12 est ajustée, à l'aide des écrous 16, de telle sorte que la face avant du poussoir 20 est légèrement en retrait, au repos, par rapport au bord arrière de l'alésage 24, et que l'on peut introduire et retirer sans effort l'extrémité du filament chauffant 26 lorsque le dispositif est à la pression atmosphérique. A sa partie- inférieure le corps cylindrique de la pièce de contact et d'amenée de courant 23 est prolongé par une queue à diamètre plus faible 27 sur laquelle on enfile une douille à contacts élastiques multiples, non représentée, montée à l'extré- mité d'un câble, pour effectuer le raccordement de la pièce 23 avec le circuit électrique d'alimentation. Un rebord 28 subsiste entre le corps 23 et la queue 27. Le support d'ensemble du montage représenté sur la figure 2 est constitué à partir de 3 pièces métalliques assemblées entre elles avec interposition de rondelles isolantes en céramique: une pièce centrale 31 en forme de rectangle allongé et deux pièces latérales 32 et 33 de forme semi-circulaire dont les bords extrêmes 34 et 35 sont rabattus à la verticale. Quatre rangées de tiges filetées 36 vissées et serties dans la pièce centrale 31 permettent un assemblage d'une rigidité suffisante de ladite pièce centrale avec les pièces latérales 32 et 33, assemblage dans lequel l'isolement des pièces entre elles est assuré par des rondelles en céramique 37. Les deux pièces latérales 32 et 33 comportent une ouverture rectangulaire aux dimensions du chassis du dispositif montré sur la figure 1 et se terminant au ras des bords rabattus 34 et 35 qui sont munis d'encoches destinées à recevoir les extrémités libres des parties filetées 14 A. Les deux pièces latérales 32 et 33 comportent également chacune un trou circulaire au diamètre de la queue 27 du dispositif selon l'invention et en face duquel la pièce centrale 31 comporte un trou (ou dégagement circulaire) dont le diamètre est sensiblement plus grand que celui du corps cylindrique de la pièce de contact et d'amenée de courant 23; la position de chacune des deux pièces 23 visibles sur la figure 2 est ainsi fixée latéralement par chacun des trous percés respectivement dans la pièce 32 et dans pièce 33 et, verticalement, par le rebord 28 (non visible) desdites pièces 23, en appui sur le dessus de la pièce latérale 32 ou 33 concernée.Le jeu qui existe entre le corps de la pièce 23 de chacun des dispositifs et le trou (ou dégagement circulaire) correspondant aménagé dans la pièce centrale 31 évite tout risque de contact intempestif entre les pièces 23 et la pièce 31. Les filaments de tungstène utilisés sont généralement constitués à partir d'une torsade d'une pluralité de fils élémentaires (deux ou trois, par exemple,) et la mise en place des pattes 26 de ces filaments dans le trou eentral 24 des pièces 23 est tres facile lorsque l'ensemble montré sur la figure 2 est à la pression atmosphérique et, lorsque l'on clôt ltenceinte de métallisation et que l'on y fait le vide, les pattes de filament 26 sont énergiquement appliquées par les poussoirs 20 contre la paroi opposée de l'alésage 24 dans lequel a été mise en place chacune desdites pattes. Gette opération de serrage est faite de façon parfaitement sûre, et elle est à l'abri des oublis et des fausses manoeuvres. Les dispositifs selon l'invention présentent par ailleurs l'avantage de ne pas nécessiter l'introduction de canalisations de fluide sous pression (air, eau ou huile) dans l'enceinte où l'on fait le vide, ce qui accroît d'une façon très sensible la sécurité de l'installation et la simplicité des opérations de démontage et de remontage nécessitées par le nettoyage et l'entretien périodique du matériel de métallisation sous vide utilisant les dispositifs selon l'invention. - REVENDICATIONS 1.- Dispositifs de mise en pression de contacts électriques d'eléments chauffants fonctionnant sous vide, comportant notamment une pièce d'émenée de courant et un soufflet métallique étanche élastique, déformable dans le sens longitudinal et mis sous vide en meme temps que l'élément chauffant alimenté au moyen desdits contacts, caractérisés en ce que le soufflet métallique précité associé à chaque contact est un soufflet scellé qui a été rempli d'air à la température ambiante et à la pression atmosphérique à l'instant du scellement, dont une extrémité est immobilisée à une distance sensiblement constante de la pièce d'amenée de courant et dont l'autre extrémité coopère avec un poussoir appliquant fermement une extrémité de l'élément chauffant contre la pièce d'amenée de courant lorsque l'ensemble est mis sous vide. 2.- Dispositifs de mise en pression de contacts électriques selon la revendication 1, caractérisés en ce que la distance qui sépare l'extrémité fixe du soufflet métallique de la pièce d'amenée de courant est ajustable par le déplacement d'un flasque sur lequel ledit soufflet métallique est fixé.