Brevet FR2600211A1 — publié le 19871218

PROCEDE DE SCELLEMENT DE QUEUSOTS DE TUBES A VIDE, EN PARTICULIER DE TUBES CATHODIQUES, ET MACHINE DE MISE EN OEUVRE La présente invention a pour objet un procédé de scellement de queusots de tubes à vide, en particulier de tubes cathodiques, et une machine de mise en oeuvre. Pour sceller le queusot de pompage de tubes à vide, après y 5 avoir établi un vide suffisant, on chauffe ce queusot jusqu'à la fusion à l'aide d'une résistance chauffante l'entourant à faible distance, disposée dans une enceinte réfractaire formant une sorte de four autour de ce queusot. Les opérations de chauffage comportent généralement trois étapes principales: pré-chauffage, chauffage de 10 fusion, et recuit. Ces étapes sont réalisées en différentes stations successives prévues de long du trajet suivi par les chariots transportant les tubes et le dispositif de chauffage de leurs queusots, après évacuation de ces tubes. A chaque station o s'arrêtent les chariots, les dispositifs de chauffage de ces chariots reçoivent une 15 certaine puissance électrique fournie par un générateur via un dispositif de contacts glissants. La valeur de cette puissance est fonction de la température atteinte par les queusots, cette température étant prédéterminée en fonction d'un processus établi à l'aide d'un queusot étalon en quartz. Le procédé connu présente deux inconvénients principaux: étant données les variations de la valeur de la résistance des contacts glissants et de la résistance des fils d'amenée de courant pour les différentes stations de traitement thermique, ainsi que les variations de la résistance de chauffage elle-même dues à son 25 vieillissement, on ne peut garantir la température de chauffage désirée pour chaque station, ce qui risque d'entraîner la rupture ou la fragilisation du queusot après scellement par suite d'une mauvaise coordination des températures de chauffage aux différentes stations. En outre, si, pour une raison quelconque, les chariots 30 s'arrêtent plus longtemps que prévu à leurs stations respectives, il peut se produire une perte de synchronisation entre la position réelle des chariots et les étapes du traitement thermique, ce qui fait perdre le contrôle du processus préétabli. La présente invention a pour objet un procédé de scellement 5 de queusots de pompage garantissant la température de chauffage désirée à chaque station, même lorsque les chariots s'arrêtent plus longtemps que nécessaire à une station de traitement. Le procédé de scellement de queusots de pompage conforme à l'invention consiste à réguler pour chaque étape de chauffage, à une 10 valeur de consigne constante, la puissance de chauffage envoyée au dispositif de chauffage des queusots. Le dispositif conforme à l'invention, inséré dans une chaîne de fabrication de tubes à vide, en particulier de tubes cathodiques, en aval des machines d'évacuation et de traitement de tubes avant leur 15 scellement, comporte un dispositif d'alimentation en énergie coopérant, en plusieurs stations de traitement, par exemple par l'intermédiaire de rails de distribution de courant, avec des chariots portetubes munis de dispositifs de chauffage de queusots appropriés, ce dispositif d'alimentation en énergie comportant une source d'alimen20 tation de puissance régulée commandée par un dispositif calculateur imposant pour chaque station une valeur de consigne de puissance prédéterminée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif calculateur coopère avec des moyens détectant l'immobilisation 25 prolongée de tubes en des stations de traitement et des moyens faisant passer la valeur de consigne de puissance de toute station, o le temps d'immobilisation d'un tube dépasse une valeur déterminée, à la valeur de consigne suivante. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la 30 description détaillée d'un mode de réalisation, pris comme exemple non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est un bloc diagramme d'un dispositif d'alimentation en énergie conforme à l'invention, et - la figure 2 est un diagramme typique des niveaux de puissance fournie par le dispositif de la figure I aux différentes stations de traitement d'un dispositif de scellement de queusots. La présente invention est décrite ci-dessous en référence à la fabrication de tubes cathodiques de télévision, et en particulier à la 5 phase de scellement de leurs queusots de pompage, mais il est bien entendu qu'elle peut s'appliquer à la fabrication de tous autres types de tubes à vide dont il faut sceller, par chauffage à l'aide d'un four électrique approprié, le queusot de pompage. Généralement, la phase de scellement des queusots de 10 pompage est mise en oeuvre à l'aide de chariots porte-tubes se déplaçant tous sur le même trajet. Au début de ce trajet, les tubes sont chargés sur les chariots, puis passent en différents postes de travail successifs o ils sont traités thermiquement puis évacués. Lorsque le vide créé à l'intérieur des tubes est suffisant, les chariots 15 passent en plusieurs autres stations de traitement o s'effectuent les différentes étapes du scellement de leurs queusots. es étapes sont généralement au nombre de huit à douze. Le scellement est réalisé à l'aide d'un petit four électrique, de forme annulaire, disposé préalablement autour du queusot, au niveau du 20 scellement. Ce four est alimenté en énergie électrique par l'intermédiaire de contacts glissants disposés sur le chariot et frottant sur des rails électriques fixes. Ces rails sont alimentés en énergie par un dispositif qui est décrit ci-dessous en référence à la figure 1. Le dispositif d'alimentation en énergie 1 alimente par l'inter25 médiaire d'un contact glissant 2 la résistance chauffante 3 d'un four de scellement de queusots (non représenté). Pour la clarté du dessin, on n'a représenté qu'un seul des contacts glissants et qu'une seule résistance chauffante. Le dispositif I comnporte un calculateur 4 dont le bus de sortie 30 -. est relié à autant d'interfaces 6 qu'il y a de stations de scellement. Une seule de ces interfaces a été représentée sur le dessin. L'interface est un convertisseur numérique analogique fournissant un courant de commande, variant par exemple entre 0 et 20 mA, à une alimentation de puissance 7. L'alimentation 7 délivre par exemple une puissance variant entre 0 et 700 W lorsque son courant de commande, fourni par le circuit 6, varie entre 0 et 20 mA. L'alimentation 7 alimente en énergie la résistance 3 correspondante via le rail 2. Des dispositifs de présélection 8, en nombre égal à celui des stations de scellement, sont reliés à un bus 9, lui-même relié par une interface d'entrée/sortie appropriée 10 au calculateur 4. Les dispositifs 8 peuvent par exemple être des roues codées à sélection manuelle, permettant de régler la valeur de consigne de la puissance 10 devant être envoyée par l'alimentation 7 correspondante à sa résistance chauffante. La valeur de consigne pré-sélectionnée par chaque dispositif de présélection peut avantageusement être un pourcentage de la puissance maximale délivrée par l'alimentation 7 correspondante (les alimentations 7 sont toutes identiques). Dans le 15 mode de réalisation décrit ici, le scellement des queusots se fait en douze étapes de même durée, ces douze étapes étant chacune normalement mise en oeuvre en une station de traitement correspondante. Etant donné que les étapes ont toutes la même durée, et qu'à chaque étape la puissance de chauffage fournie à la résistance 3 20 correspondante est régulée par le calculateur 4 à la valeur de consigne choisie par le dispositif de pré-sélection correspondant, on peut déterminer pour chaque station de traitement une puissance de chauffage appropriée au lieu d'une température. Comme représenté sur le diagramme de la figure 2, le 25 processus de scellement se fait en trois parties consécutives qui sont respectivement le pré-chauffage, la fusion, et le recuit, et qui comportent chacune quatre étapes. Etant donné que, juste avant le scellement, les tubes cathodiques ont subi un traitement thermique, on règle la température imposée à la première station de scellement 30 -à une valeur égale ou légèrement supérieure à celle qu'ont les tubes, et plus particulièrement leurs queusots, à l'arrivée à cette station. Pour l'exemple représenté sur la figure 2, cette température correspond à environ 22 % de la puissance. maximale fournie par le générateur 7. Ensuite, la puissance envoyée à la résistance 3 est augmentée par petits paliers jusqu'à une valeur maximale, aux stations 6 et 7, d'environ 60 % de la valeur maximale, puis on fait diminuer cette puissance pour atteindre, à la station 12 une valeur légèrement inférieure à celle imposée à la station 1. La courbe 5 continue 12, qui est l'enveloppe des valeurs de puissance imposées aux différentes stations, correspond sensiblement à l'évolution de la température du queusot pendant cette phase de scellement, mais il est bien entendu qu'à chaque station la puissance est régulée à une valeur de consigne fixe. Les valeurs de la température en chaque 10 station sont, bien entendu connues et sont celles que l'on s'efforçait d'obtenir avec les machines de l'art antérieur, et que l'on maîtrisait difficilement comme précisé ci-dessus, et que l'on obtient facilement et à coup sûr grâce au procédé de la présente invention. Les différentes valeurs de puissance nécessaires pour obtenir ces tempé15 ratures sont déterminées par essais successifs, de façon évidente pour l'homme de l'art. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque station de la machine de scellement comporte un contacteur 13 actionné lorsqu'un chariot arrive à cette station. Ce contacteur 13 20 est relié à l'entrée d'inhibition d'un chronomètre 14 réalisé à l'aide d'un compteur numérique. Le contacteur 13 est monté de façon à inhiber le chronomètre 14 quand il n'y a pas de chariot à la station correspondante, et à le valider dès qu'un chariot y est en place. Soit T le temps maximal pendant lequel un chariot doit rester en une 25 station (par exemple T = 30 secondes, ce temps étant le même pour toutes les stations). La sortie d'état, correspondant au temps T, du chronomètre 14 est reliée via un circuit OU 15 à l'entrée d'horloge d'un compteur 16 d'adressage de la RAM 17 du calculateur 4, ainsi qu'à l'entrée RAZ de remise à zéro du chronomètre. Le contacteur 30 - -143 est également relié via un inverseur logique 18 à une autre -entrée du circuit OU 15 de façon à envoyer une impulsion d'horloge au compteur 16 lorsqu'un chariot arrive à la station. La RAM 17 contient les différentes valeurs de consigne de puissance du processus de scellement qu'elle envoie sur le bus 5, ces différentes valeurs de consigne étant, bien entendu, aiguillées convenablement vers les convertisseurs 6 correspondants. Pour la clarté du dessin, un seul chronomètre 14, avec ses portes 15 et 18, a été représenté. En situation normale, lorsqu'un chariot arrive en une station, le contac5 teur 13 correspondant valide le chronomètre 14 (préalablement remis à zéro), qui commence à compter. A l'arrivée d'un chariot donné, le compteur 16 adresse la RAM 17 de façon à envoyer à chacun des douze consertisseurs 6 la valeur de consigne correspondante. Si tout se passe bien, c'est-à-dire si au bout du temps normal (inférieur à T) de traitement le chariot en question quitte la station pour se diriger vers la suivante, le contacteur 13 bascule et envoie via les portes 18 et 15 une impulsion d'horloge au compteur 16 qui décale d'une unité toutes les adresses relatives à la RAM 17, et le processus se poursuit de la façon prévue, le chronomètre 14 étant 15 remis à zéro. Si le chariot en question ne quitte pas ladite station au bout du temps T, le chronomètre 14 envoie une impulsion d'horloge au compteur 16 et est remis à zéro. Cette impulsion d'horloge modifie l'adressage du compteur 16 et est remis à zéro. Cette impulsion 20 d'horloge modifie l'adressage du compteur 16 comme si le chariot en question avait quitté sa station, et on revient au cas précédent. Si, au bout du temps 2T le chariot en question n'a toujours pas quitté sa station, le compteur 16 reçoit une nouvelle impulsion d'horloge, et son adressage est encore décalé. Ce processus de décalage artificiel 25 peut se poursuivre jusqu'à ce que le tube du chariot de la première station de scellement ait subi les douze étapes de traitement prévues, et si après la douzième étape le chariot en question est toujours bloqué, le processus s'arrête. Bien entendu, les éléments 14, 15, 18 peuvent être remplacés par des moyens équivalents, en 30 particulier par des moyens faisant partie du calculateur 4. REVENDICATIONS 1. Procédé de scellement de queusots de pompage de tubes à vide, en particulier de tubes cathodiques, comprenant plusieurs étapes successives de chauffage en des stations de traitement disposées sur le trajet d'une chaîne de fabrication, caractérisé par le 5 fait que l'on régule, pour chaque étape de chauffage, à une valeur de consigne constante, la puissance de chauffage envoyée au dispositif de chauffage des queusots. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que si l'arrêt d'un tube en une station de traitement dépasse un temps 10 déterminé, on décale les étapes de traitement de ce tube et de tous les tubes qu'il empêche de progresser. 3. Dispositif de scellement de queusots de pompage de tubes à vide, en particulier de tubes cathodiques, inséré dans une chaîne de fabrication, en aval des machines d'évacuation et de traitement de 15 tubes avant leur scellement, ce dispositif comportant un dispositif d'alimentation en énergie coopérant, en plusieurs stations de traitement, par exemple par l'intermédiaire de rails de distribution de courant, avec des chariots porte-tubes munis de dispositifs de chauffage de queusQts appropriés, caractérisé par le fait que ce 20 dispositif d'alimentation en énergie comporte une source d'alimentation de puissance (7) régulée commandée par un dispositif calculateur (4) imposant pour chaque station une valeur de consigne de puissance prédéterminée (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait 25 que le dispositif calculateur coopère avec des moyens (13, 14) détectant l'immobilisation prolongée de tubes en des stations de traitement et des moyens (15, 16, 17) faisant passer la valeur de consigne de puissance de toute station o le temps d'immobilisation d'un dépasse une valeur déterminée (T), à la valeur de -consigne 30 suivante. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de détection d'immobilisation prolongée compor- tent un compteur (14) remis à zéro à chaque fois à l'écoulement d'un laps de temps égal à ladite valeur déterminée (T) ou dès qu'un tube quitte la station de traitement correspondante, et inhibé tant qu'un tube n'est pas présent à la sation de traitement correspondante.