Brevet FR2576660A1 — publié le 19860801

L'invention est du domaine des vannes servant à étanchéifier une ouverture entre des chambres et, en par- ticulier, des chambres pour appareil de revêtement sous vide. Les appareils de revêtement sous vide, à grande vitesse, comprennent fréquemment une série de chambres en succession, pouvant être mises sous vide séparément. Ces appareils peuvent comprendre un sas d'entrée et des cham- bres de maintien ou de traitement, reliées par des vannes à portes qui s'ouvrent pour laisser passer les subjectiles d'une chambre à la suivante. Le traitement de subjectiles de grandes dimensions nécessite l'emploi de chambres et de vannes à portes de grandes dimensions. La limitation au mi- nimum de la taille de ces chambrE est importante pour en réduire le coat et leur temps de mise sous vide, ce qui est fréquemment un facteur essentiel dans la détermination du temps de traitement général. -= Plusieurs types de vannes à portes sont connus. Parfois, la porte est directement reliée à un organe d'ac- tionnement qui déplace la porte suivant un axe perpendicu- laire au sens du mouvement des subjectiles, comme dans le brevet US-A-3 656 454. Le brevet US-A-3 641 973 décrit une vanne à porte ou la porte comporte quatre roues qui roulent le long d'une piste horizontale. Dans d'autres cas, une porte pivotante est reliée à un organe d'actionnement par des articulations adéquates. Le brevet US-A-4 065 097 dé- crit une vanne à fente munie d'une porte qui pivote de 90 environ autour d'un pivot et comportant une paire d'articu- lations reliant le centre de chaque bord latérale de la por- te à une traverse reliée à l'extrémité de la tige de piston d'un vérin pneumatique. La traverse est munie de deux pai- res de roues qui se déplacent suivant un trajet linéaire défini par une piste comportant un conduit dont la largeur est à peine supérieure au diamètre des roues. Le mouvement de la tige de manoeuvre se fait suivant un axe perpendicu- laire au sens du mouvement des subjectiles passant par l'ou- verture de la vanne. Une telle construction exige, soit une vanne de dimensions suffisantes pour s'adapter à la course du vérin, soit une ouverture pratiquée dans le corps de la vanne pour permettre au vérin de manoeuvre de faire saillie de la chambre, avec une possibilité concomitante de fuites autour du joint de l'ouverture. La présente invention concerne une vanne à por- te pour étanchéifier une ouverture dans la paroi d'une cham- bre de traitement sous vide. La vanne comprend une porte mu- nie d'une paire de roues montées aux extrémités opposées de la porte et une piste incurvée, alignée et profilée de ma- nière à guider les roues selon un angle tel que le plan de la porte pivote hors du trajet des subjectiles lorsque la porte se déplace entre ses positions d'étanchéité et d'ou- verture. L'utilisation d'une paire de roues et d'une pis- te pour faire pivoter la porte permet l'orientation d'un or- gane d'actionnement linéaire de telle façon que son mouvement soit approximativement parallèle au mouvement des subjectiles à travers l'ouverture 'de la vanne. La courbure de la piste doit être suffisante pour faire pivoter la porte selon un angle de 60 au moins. Cet angle est, de préférence, dans la gamme de 75 à 105 , pour réduire au minimum la cote de la chambre normalement au-sens de déplacement des subjecti- les. Un angle de 90 environ est particulièrement-préféré. La prévision d'une seconde courbe dans la _iste permet à la porte de s'approcher et de s'écarter de l'ouverture dans un sens essentiellement perpendiculaire au plan de l'ouverture afin de minimiser le frottement d'un joint torique entourant le périmètre de l'ouverture. Divers avantages et caractéristiques de la pré- sente invention ressortiront de la description détaillée ci- après faite en regard des dessins annexes sur lesquels: Figure 1 est une vue de dessus d'une partie d'une chambre susceptible d'être mise sous vide contenant une vanne à porte conforme à l'invention. Figure 2 est une vue de côté, partiellement en coupe, des chambres et de la vanne de la figure 1, la coupe est prise suivant l'axe 2-2 de la figure 1 et la vue est dans le sens des flèches adjacentes. Figure 3 est une vue d'extrémité, partiellement en coupe, des chambres et de la vanne de la figure 1. La cou- pe est prise suivant l'axe 3-3 de la figure 1i et la vue est dans le sens des flèches adjacentes. La figure 1 représente l'environnement de la'van- ne à porte conforme à l'invention. L'appareil de traitement sous vide comprend une première chambre fermée 10, munie d'une paroi latérale 12, d'une paroi de fond 14 et d'un cou- vercle supérieur 16, non représenté sur la figure 1. Les éléments des chambres et de la vanne peuvent être en acier ou tout autre matériau approprié. Afin de supporter les pres- sions générées par la mise sous vide, les parois de la cham- bre peuvent être raidies par des entretoises 13. La premiè- re chambre 10 comprend une bride 17, qui est étanchéifiée sur une paroi d'extrémité 21 d'une seconde chambre 20, sus- ceptible d'être mise sous vide. La paroi 21 comporte une ou- verture 22 (figure 2) qui permet le passage des subjectiles entre la chambre 10 et la chambre 20, suivant le sens de la flèche 5. La forme et les dimensions de l'ouverture dépen- dent des subjectiles. Comme représenté sur la figure 3, l'ouverture 22 est rectangulaire, avec deux bords latéraux 24 (dont un seulement est représenté) et deux bords allongés 25. Les subjectiles peuvent être transportés dans les cham- bres 10 et 20 et entre celles-ci par tout convoyeur classi- que, par exemple un certain nombre de roues ou de rouleaux 7, 8 dont deux d'entre eux sont représentés en tirets sur la figure 2. Les chambres 10 et 20 et l'ouverture 22 sont symé- triques au plan normale à la figure 1, passant par l'axe 4. La vanne conforme à l'invention comprend une por- te 30, un ou plusieurs organes d'actionnement 40, une premiè- re paire de roues 50 et une piste à double rail 60. De pré- férence, la vanne comprend également une seconde paire de roues 70 et une paire de galets de guidage latéraux 80. La vanne est symétrique par rapport au plan vertical passant par l'axe 4 de la figure let seulement l'une des roues 50 et 70, l'un des galets 80 et un rail de la piste-60 ont été représentés. Afin de faciliter le transfert des pièces entre les chambres 10 et 20, la vanne est construite de façon à ré- duire au minimum la distance entre les convoyeurs 7 et 8. Sur les figures 1 et 3, la porte 30 est repré- sentée dans sa position d'étanchéité, désignée par 32 sur la figure 2. Lors du retrait des organes d'actionnement li- néaires 40, les roues 50 se déplacent sur la piste 60 sui- vant une section incurvée 62, de telle sorte que la vanne pivote de sa position d'étanchéité verticale 32 en une po- sition horizontale 34, représentée en traits mixtes sur la figure 2 o l'ouverture 22 est essentiellement dégagée. La porte 30 est dimensionnée de manière à recou- vrir l'ouverture 22. Comme représenté, la porte rectangulai- re et comprend deux bords latéraux, dont l'un est le 36, et deux bords allongés, 37 et 38. Des vannes à grandes portes, comme de 215,9 cm x 25,4 cm x 3,8 cm, ont été construites conformément à l'invention. Un joint torique 39 est monté dans la feuillure de la porte pour constituer un joint au- tour du périmètre de l'ouverture 22. Chaque organe d'actionnement 40 est un vérin pneumatique comportant un corps 41, une tige de piston 42 et des raccords d'arrivée d'air et d'évent 43 à chaque ex- trémité du corps pour commander la position de la tige. Les tuyauteries pneumatiques reliées à ces raccords ne sont pas représentées. Une extrémité de chaque organe d'actionnement est reliée à la porte 30 par un raccord 44 muni d'une ba- gue 45 qui entoure un axe 46 traversant quatre paires de pa- liers 47 montés le long du bord allongé 37 de la porte 30, dont la partie supérieure est représentée sur la figure 3. Pour plus de clarté, les parties de l'axe 46 n'ont pas été représentées sur les figures 1 et 3. L'autre extrémité de chaque organe d'actionnement 40 est reliée de façon pivo- tante à une poutre 18 fixée aux parois de la chambre 10 par une console 19. Les axes de pivot 48 permettent un mouvement angulaire des organes d'actionnement quand la porte se dé- place. Chaque roue 50 est montée en rotation sur un bout d'arbre 52 qui dépasse de chaque bord latérale de la porte 30. Les bouts d'arbres 52 sont coaxiaux et chacun d'eux est serré dans une paire de supports 54 disposes près du bord allongé 38 de la porte 30. De préférence, la porte comporte une seconde paire de roues d'appui 70 montées sur les extrémités en saillie de l'axe 46 disposé le long du bord allongé 37 de la porte 30. La porte comprend ainsi quatre roues montées sur des axes parallèles à ses bords allongés. Les roues 70 peuvent être fixées sur l'axe 46 de manière à tourner en- semble, ce qui tend ainsi à minimiser le cabrage de la por- te dans le cas o les organes d'actionnement 40 exerceraient des efforts différents sur l'axe 46. La piste de roulement 60 comprend une paire de tôles parallèles identiques 61 (dont l'une d'elles seulement est représentée), montées de manière à ne pas géner le pas- sage des subjectiles par l'ouverture. Dans la forme de réa- lisation préférée de l'invention, elles sont montées à côté de chaque paroi latérale 12 avec un certain nombre d'entre- toises 63 et de boulons 64. Les bords correspondants de cha- que tôle cmportent au moins une première partie courbe 62 et, de préférence, une seconde partie courbe 68. Ces tôles sont façonnées et alignées de manière à guider la porte roulante lorsqu'elle se déplace entre sa position d'ouverture et d'étanchéité. Si la porte est initialement en position ouverte 34, elle est approximativement horizontale sur la figure 2 et porte sur ses quatre roues 50, 70. L'une des roues de cha- que première et seconde paire de roues porte sur un bord horizontal plat 65 de chaque tôle 61. Lorsque l'organe d'ac- tionnement se déploie, les premières roues roulent sur la section plane 65, puis descendent vers la première courbe 62 suivant un angle de 90 environ vers une section verticale 66 de la piste. En même temps, la seconde paire de roues roule sur la même section horizontale 65, mais quitte ensuite la piste à partir de la courbe 62, étant donné que la porte pi- vote d'un angle de 90 environ, dans une orientation essen- tiellement verticale. L'étanchéité de la porte est aidée par un organe d'engagement 90 aliqné sur le bord allongé 38 de la porte. 91est alignée sur un nombre correspondantd'orqanes de Sompression ne ser e plaques ae compresslonrcomprenant evs de réglage 94 et des blocs 92 montés sur la paroi de fond 14 de la chambre 10. Un côté de chaque plaque de compression 91 vient en contact sur l'extrémité d'une vis 94 lorsque les roues 50 tendent vers le fond de la section verticale 66 de la piste. Des contre-écrous 95 permettent de fixer les vis en position, de manière que la porte soit soulevée, con- tre les vis lorsque l'organe d'actionnement termine son ex- tension. Ainsi, l'extension complète de l'organe d'actionne- ment entraîne tout les bords allongés supérieur et inférieur de la porte 30 contre la paroi de la chambre 21 et comprime le joint torique 39 pour assurer l'étanchéité de l'ouverture. La porte est calée entre les vis 94 et la paroi 21, ce qui - assure un joint étanche. Le mouvement final de la porte est essentiellement normal à la paroi afin de limiter au minimum le frottement du joint torique. Le remplacement du joint to- rique est facilement réalisé lorsque la porte est en position ouverte, quand le couvercle supérieur 16 est enlevé. Dans la forme de réalisation préférée, la partie verticale 66 des pistes aboutit à une seconde section courbe 68 o la piste s'incurve à nouveau vers l'horizontale, selon la figure 2, ce qui produit une légère inclinaison des roues de telle sorte que la porte 30 s'abaisse initialement lé- gèrement, hors de sa position d'étanchéité, quand l'organe d'actionnement se rétracte pour ouvrir la vanne. De préférence, la vanne comprend également une paire de galets de guidage latéraux 80 (dont un est seule- ment représenté). Chaque galet 80 est monté sur un bout d'ar- bre court 82 disposé perpendiculairement à la porte, à par- tir d'un point voisin du centre de chaque bord latéral 36. Un support réglable latéralement 88 permet l'alignement de la porte de façon que chaque roue 80 soit en contact avec le côté 69 d'une tôle 61, tournée vers l'intérieur de la chambre 10. Ces-roues guident la porte pendant son mouvement pour éviter tout mouvement latéral indésirable. Afin de faciliter le contrôle des opérations, la vanne à porte peut être équipée de détecteurs qui sont mis en activité quand la porte est dans ses positions d'ou- verture et d'étanchéité.- Ces détecteurs peuvent être des micro-contacts classiques 100 et 102, montés sur supports réglables, 103 et 105, respectivement. L'état du micro-con- son tact 100 change lorsque/ organe d'actionnement 106 vient en contact avec le bord allongé 38 de la porte 30, quand celle-ci s'approche ou s'écarte de sa position d'étanchéi- té. Le micro-contact 102 est mis en activité quand le bord allongé 37 de la porte s'approche ou s'écarte de la ligne 6 qui indique sa position d'ouverture totale sur la figure 1. La vanne à porte de la forme de réalisation pré- férée peut être modifiée de plusieurs façons, sans s'écarter du cadre de l'invention. Différents types d'organes d'action- nement peuvent être utilisés par exemple. Dans la forme de réalisation préférée, l'angle de la seconde courbe est supérieur à 90 , mais cet angle peut être de 90 ou moins, à condition d'assurer une étan- chéité adéquate de la porte. Lorsque cet angle est inférieur à 90 , la piste de roulement contraint la première paire de roues 50 et la porte à venir en position d'étanchéité lors- que l'organe d'actionnement s'approche de la fin de course d'extension. L'angle de la seconde courbe est, de préféren- ce, de l'ordre de 60 à 110 . Dans la forme de réalisation préférée, la vanne est orientée de manière que la porte tourne ou pivote entre une position d'étanchéité verticale et une position d'ouver- ture horizontale. On pense qu'une vanne légèrement modifiée pourrait être orientée différemment afin que, par exemple, la porte tourne ou pivote entre une position d'étanchéité horizontale et une position d'ouverture verticale ou de fa- çon que la porte tournante soit toujours dans un plan verti- cal. Dans ces deux dernière situations, il peut être désira- ble que la piste de roulement comporte des sections de pro- files en U pour maintenir les roues en contact avec la piste et assurer un fonctionnement régulier de la vanne. D'autres modifications sont également possibles sans s'écarter du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Vanne à porte pour étanchéifier une ouvertu- re dans une paroi d'une chambre de traitement sous vide, com- prenant une porte (30), un organe d'actionnement pour dépla- cer la porte, une première paire de roues (50) à axes paral- lèles montés sur la porte (30) et une piste incurvée (62), alignée et conformée pour guider les premières roues (50) selon un premier angle afin que le plan de la porte (30) soit pivote selon un angle supérieur à 60 environ lorsque la porte se déplace entre ses positions d'étanchéité et d'ouverture. 2. Vanne à porte selon la revendication 1, com- prenant en outre une seconde paire de roues (70) à axes pa- rallèles montés sur la porte pour guider celle-ci le long de la piste. 3. Vanne à porte selon la revendication 1, carac- térisée en ce que, la piste comerend une seconde courbe (68) pour guier les premières roues (50) selon un second angle su- périeur à 60 environ lorsque la porte approche de sa posi- tion d'étanchéité. 4. Vanne à porte selon la revendication 3, carac- terisee en ce que le second angle est compris entre 90 et 1100. 5. Vanne à porte selon la revendication 1, compre- nant en outre, une paire de galets (80) montés sur des axes parallèles, perpendiculairesWa porte, pour guider latérale- ment la porte (30) lorsqu'elle se déplace sur la piste. 6. Vanne à porte selon la revendication 1, cQarac- terisée en ce que ladite porte (30) est allongée et la premiè- re paire de roues (50) est montée aux extrémités opposées près d'un premier bord allongé de la porte et l'organe d'ac- tionnement (40) est relié à la porte près du bord allongé opposé de la porte. 7. Vanne à porte selon la revendication 6, com- prenant en outre, des organes de pression s'engageant sur X près du premier bord allongé (38) pour faciliter le maintien de la porte dans sa position d'étanchéité. 8. Vanne à porte selon la revendication 7, carac- térisée en ce que la porte (30) est calée, entre les organes de pression et la paroi quand elle est dans sa position d'étanchéité. 9. Vanne à porte selon la revendication 8, com- prenant en outre une seconde paire de roues (70) à axes pa- rallèles montés aux extrémités opposées près du bord allon- gé opposé de la porte (30) pour guider la porte le long de la piste. 10. Vanne à porte selon la revendication 9, com- prenant en outre, une paire de galets (80) montés sur des axes parallèles, perpendiculairement, à la porte pour guider laté- ralement celle-ci quand elle se déplace sur la piste. 11. Vanne à porte selon la revendication 10, ca- ractérisée en ce que la piste comporte une seconde courbe (68) pour guider les premières roues (50) selon un second angle supérieur à 60 environ lorsque la porte s'approche de sa position d'étanchéité. 12. Vanne à porte selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la porte (30) est pivotée selon un angle compris entre 75 et 105 . 13. Vanne à porte selon la revendication 12, carac- térisée en ce que la porte (30) est pivotée, entre une position d'étanchéité essentiellement verticale et une position d'ouver- ture essentiellement horizontale.