Brevet FR2727731A3 — publié le 19960607

FR 2727731 A3 19960607 FR 9414450 A 19941201 La présente invention concerne un dispositif magnétique d'entraînement d'un système mobile. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux machines de soudure à la vague. Elle s'applique plus précisément à l'entraînement des corps de pompes utilisées couramment dans de telles machines. Sans limiter la portée de l'invention en quoique ce soit, on se placera ciaprès dans ce cadre d'application préférée de l'invention. Des machines de soudure à la vague sont bien connues. Elles comportent généralement trois sous-ensembles fonctionnels, comme illustré schématiquement par la figure 1 annexée à la description de la présente demande de brevet. Les cartes de circuits imprimés 5, munies de composants à souder, sont entraînées par un convoyeur 4 et traversent (flèche f), successivement, un premier sous-ensemble 1 dit "fluxeur" soumettant la face à souder à un produit chimique approprié, un deuxième sous-ensemble de chauffage 2, généralement à infrarouge, et un troisième sous-ensemble 3, de soudure à la vague proprement dit. Ce dernier contient le bain d'alliage 30 servant à la soudure, par exemple un alliage étainplomb porté à une température de l'ordre de 250 OC. Ce bain 30 est mis en mouvement sous la forme d'une vague Va, à l'aide de moyens. Du fait de la température élevée et de la haute réactivité à l'oxygène contenue dans l'air des produits utilisés, en l'absence de dispositions appropriées, on constate une oxydation quasi-instantanée de la soudure déposée autour des connexions des composants implantés sur la carte de circuit imprimés 5. En outre, les zones de la machine de soudure à la vague elles-mêmes, exposées à l'air, sont également sujettes à une oxydation rapide. Ce processus implique une maintenance contraignante et coûteuse. Pour pallier à ce problème, il est connu d'isoler la zone de soudure à la vague 3 de l'air ambiant par un capot ou un organe similaire et de remplir le volume entre ce capot et le bain de soudure par un gaz neutre, typiquement de l'azote. Cependant, comme il est bien connu également, la vague est générée par une pompe, le plus souvent constituée par une vis d'Archimède, plongée dans la soudure en fusion, dont le corps de pompe est entraîné par un moteur. Le moteur ne peut, pour des raisons pratiques, être incorporé dans l'enceinte contenant la pompe, vu notamment la haute température y régnant. I1 est en général déporté sur le côté de cette enceinte. Il est donc nécessaire, quelle que soit la configuration retenue, de prévoir un accouplement entre le moteur et le corps de pompe précité, par exemple à l'aide de courroies d'entraînement. Or, pour les raisons indiquées précédemment, il est nécessaire d'isoler, autant que possible, L'enceinte contenant le bac de soudure de l'air ambiant de manière à y retenir l'azote, ou de façon plus générale un gaz neutre, et éviter ainsi l'oxydation des soudures effectuées. En ce qui concerne le moteur d'entraînement, on pourrait prévoir un système à joints toriques, entre le moteur lui-même et le corps de pompe accouplé. Cependant, cette disposition rend une maintenance très complexe, car il est nécessaire de démonter un grand nombre de pièces pour avoir accès à l'intérieur de l'enceinte. L'invention vise à pallier les inconvénients des systèmes d'entraînement de l'Art Connu, non seulement dans le cadre de l'application qui vient d'être rappelée, mais pour toute application pour laquelle il est nécessaire d'entraîner un système mobile, ledit système, compris dans une enceinte, étant difficile d'accès, que ce soit pour des raisons d'étanchéité à assurer, de sécurité ou pour toutes autres raisons. L'invention a donc pour objet un dispositif magnétique d'entraînement d'un système mobile, comprenant un organe moteur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier ensemble entraîné en rotation autour d'un axe par ledit organe moteur, formant volant magnétique dit "moteur", et un second ensemble, formant volant magnétique dit "récepteur", mobile autour de ce même axe, en ce que le volant magnétique "moteur", lorsqu'il est entraîné par ledit organe moteur autour de l'axe commun, met en rotation, par attraction magnétique, le volant magnétique "récepteur", et en ce que une paroi en matériau amagnétique est disposée entre les dits premier et second ensembles, le couple moteur étant transmis au travers de cette paroi. L'invention a encore pour objet l'application d'un tel dispositif à une machine de soudure à la vague. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, et parmi lesquelles - La figure I illustre schématiquement les différents sous-ensembles d'une machine de soudure à la vague, - La figure 2a illustre schématiquement, en coupe verticale, un exemple de dispositif d'entraînement magnétique d'un système mobile autour d'un axe, selon l'invention; - La figure 2b illustre, une des parties de ce même dispositif vue de dessous, - Les figures 3 et 4 illustrent l'application d'un tel dispositif à une machine de soudure à la vague, en coupes latérale et longitudinale, respectivement. La figure 2a illustre schématiquement, en coupe verticale, les éléments principaux d'un dispositif 6 d'entraînement magnétique d'un système mobile autour d'un axe A selon l'invention. Il comprend essentiellement un premier ensemble situé à l'extérieur d'une enceinte définie par un capot ou cloison 65 (par exemple de l'enceinte contenant les organes de soudure à la vague, dans l'application machine à souder à la vague: voir figure 1). Cet ensemble comprend essentiellement un premier volant magnétique 60, entraîné par un premier arbre 62, lui-même couplé à un moteur (non représenté sur cette figure 2a). Ce premier volant magnétique 60 sera dit "volant magnétique moteur" Il comprend un second ensemble situé à l'intérieur de l'enceinte 3 et comprenant aussi, essentiellement, un second volant magnétique 61, dit "récepteur", entraînant un second arbre 63. Ce dernier axe entraîne tout organe approprié, par exemple un corps de pompe, comme il sera décrit ci-après. Les deux volants magnétiques, 60 et 61, sont disposés en vis à vis mais sont séparés par une paroi 65. Cette paroi doit être en matériau amagnétique, par exemple du verre ou de l'acier inoxydable amagnétique. Les arbres, 62 et 63, ont des axes de symétie confondus avec l'axe commun A autour duquel ils sont mobiles en rotation. Naturellement, il est nécessaire, dans la majorité des applications, que les volants magnétiques, 60 et 62, puissent être mobiles en rotation autour de l'axe commun A sans frottements sur la paroi 65 précitée. Il est donc nécessaire de prévoir un espace suffisant entre les faces des volants en vis à vis, 600 et 610 respectivement, et la paroi 65. Le couple moteur est transmis au travers de cette paroi 65 en matériau amagnétique. Dans un mode de réalisation préféré, les volants magnétiques sont constitués par des disques, 61 et 62, formant les corps des volants. Au moins les faces en vis à vis, 600 et 610, sont planes et munies d'alvéoles, 601 et 611, respectivement. Dans ces alvéoles, on dispose des corps magnétiques, 602 et 612, respectivement, par exemple des aimants de forme cylindrique. Avantageusement, ces aimants, 602 et 612, sont répartis régulièrement sur la surface des disques 60 et 61, sur un ou plusieurs cercles concentriques (deux dans l'exemple illustré). Ils affleurent en surface des faces en vis à vis, 600 et 610. I1 n'est pas absolument nécessaire que les disques, 60 et 61, soient exactement de mêmes diamètres, bien que dans la pratique une telle solution sera le plus souvent retenue. Par contre, il est tout à fait souhaitable que les aimants appartenant au premier volant (disque 60) soient disposés selon une configuration identique à celle adoptée pour le second volant (disque 61) pour que l'effet d'attraction magnétique entre les deux volants soit maximum. Lorsque le premier volant 60 est mis en mouvement autour de l'axe A, à l'aide d'un moteur (non représenté), entraînant l'arbre 62, il va à son tour, par attraction magnétique, entraîner le volant 61 en rotation autour de l'axe commun A, et transmettre un couple de rotation, via l'arbre d'accouplement 63, à tout organe approprié. Il n'y a donc aucun lien mécanique entre les premier et second sousensembles, notamment entre les deux volants, 60 et 61, composant le dispositif selon l'invention. On peut donc assurer, notamment, une étanchéité complète entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte définie par la cloison ou capot 65, ce sans avoir à recourir à des systèmes complexes de joints. La maintenance en est d'autant facilitée. I1 suffit de déposer la partie supérieure du dispositif généralement bien accessible, et d'ouvrir le capot 65 de l'enceinte pour y avoir accès, quelle que soit la raison de cette intervention. I1 n'est nullement nécessaire de démonter la partie inférieure. Un tel dispositif trouve application toutes les fois qu'une partie d'un système entraîné en rotation doit être disposé à l'intérieur d'une enceinte et que le moteur d'entraînement, au contraire, doit se trouver en dehors de cette enceinte pour diverses raisons : étanchéité à assurer et/ou maintenance à assurer de façon simple (comme il vient d'être rappelé), milieu régnant à l'intérieur de l'enceinte agressif ou dangereux, etc. Parmi les applications possibles du dispositif de l'invention, une application préférée est l'entraînement du corps de la pompe générant une vague de soudure dans une machine de soudure à la vague, telle que celle décrite en regard de la figure 1. Les figures 3 et 4 illustrent l'application du dispositif 6 selon l'invention à une machine de soudure à la vague, en coupes latérale et longitudinale, respectivement. Tout d'abord, pour fixer les idées, on va décrire de façon plus détaillée le seul sous-ensemble 3 (voir figure 1), constituant le sous-ensemble de soudure à la vague proprement dit. De façon classique, il comprend généralement un châssis 31 à l'intérieur duquel on dispose la cuve 32 contenant la soudure en fusion 30. Il comprend également un conduit de formation de la vague 33 surmonté d'une buse 34. L'ensemble convoyeur 4, comprenant le convoyeur proprement dit 40 et un capot 41 est disposé au-dessus de cette buse 34. De façon classique également, il comprend une ou plusieurs pompes (deux dans l'exemple décrit), 8a et 8b, destinées à générer la vague de soudure. Ces pompes, 8a et 8b, sont constituées le plus souvent d'une vis d'Archimède, par exemple 81b, sur la figure 3, et d'un corps de pompe, 80a et 80b, respectivement.L'entraînement de ces pompes, 8a et 8b, est assuré par des moteurs, habituellement déportés par rapport à la cuve. Les dispositions qui viennent d'être rappelées sont, en soi, communes à l'art connu. Selon une des caractéristiques principales de l'invention, l'entraînement des pompes, 8a et 8b, s'effectue en faisant appel à des dispositifs magnétiques d'entraînement, 6a et 6b respectivement, conformes à celui qui a été décrit en regard de la figure 2. Si on se reporte plus particulièrement à la figure 4, on constate que les moteurs, 7a et 7b, utilisés pour entraîner les pompes sont couplés aux premiers volants magnétiques, 60a et 60b, respectivement, à l'aide de jeux de poulies, 70a et 71a, 70b et 71b, et de courroies classiques 700a et 700b. Les poulies "réceptrices", 71a et 71b, entraînent à leur tour les volants magnétiques, 60a et 60b, via les arbres 62a et 62b. Les corps de pompes sont recouverts par un capot, jouant le rôle de la paroi 65 de la figure 2. On prévoit un joint 35 entre la cuve 33 et ce capot 65, ainsi que des éléments 36 de fixation de celui-ci sur le châssis 31. Mis en rotation, les volants magnétiques "moteurs", 60a et 60b, entraînent à leur tour les volants magnétiques "récepteurs", 61a et 61b, eux-mêmes couplés mécaniquement aux pompes 8a et 8b. Les moteurs, 7a et 7b, sont fixés sur des supports latéraux, 36a et 36b, prolongeant le châssis 31. Ces dispositions permettent une étanchéité renforcée entre l'intérieur du sous-ensemble de soudure 3 et l'extérieur de la machine. En effet, dans les machines de soudure à la vague de l'art connu, la zone de pompage est exposée au milieu ambiant. Généralement, le capot 41 comporte des ailes (par exemple en acier inoxydable) qui plongent dans la soudure en fusion, ce qui crée une barrière d'étanchéité entre la zone de soudage et la zone de pompage. Grâce au dispositif de l'invention, ces deux zones sont couvertes. Le capot 65 n'est en réalité que le prolongement du capot 41. D'autres avantages sont apportés par l'invention. Les moteurs sont disposés dans une zone non gênante pour les opérations de soudage. La maintenance, notamment des pompes, est aisée: il suffit tout simplement de retirer les courroies, 700a et 700b, sans démonter les moteurs, 7a et 7b, et de retirer ensuite le capot 65. Pour fixer les idées, pour cette application préférée du dispositif de l'invention, les éléments magnétiques utilisés (figure 2 . 612) peuvent être des aimants cylindriques, d'épaisseur 10 mm et de diamètre 22 mm, vendu par la société ARELEC, sous la dénomination commerciale Breniag 27. I1 doit être clair que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisations précisément décrits, notamment en relation avec la figure 2. Par exemple, bien que l'on ait supposé, au moins implicitement que les moteurs d'entraînement étaient des moteurs électriques, bien appropriés à l'application qui vient d'être décrite de façon détaillée, d'autres types de moteurs sont parfaitement utilisables. Le mode d'accouplement entre le moteur et le volant magnétique "moteur" peut également être d'un type différent de celui qui a été évoqué : accouplement direct, engrenage, bielle, etc. Bien que moins efficace, on pourrait adopter une configuration dans laquelle seul le volant magnétique moteur comporterait des aimants, I'autre volant étant en matériau magnétique. Enfin, au lieu d'être mis en rotation autour de l'axe commun aux volants, la pompe, et de façon plus générale, le système entraîné, pourrait être couplé par tous moyens au volant magnétique "récepteur", comme le moteur l'est au volant magnétique "moteur" De même, bien que particulièrement adaptée à l'entraînement des pompes utilisées dans les machines de soudures à la vague, comme il vient d'être rappelé, en regard des figures 3 à 4, on ne saurait cantonner l'invention à ce seul type d'applications. Comme il a été également rappelé, elle trouve application toutes les fois qu'une partie d'un système entraîné en rotation doit être disposé à l'intérieur d'une enceinte et que le moteur d'entraînement, au contraire, doit se trouver en dehors de cette enceinte, quelle qu'en soit la raison. La seule contrainte est que la paroi 65 soit en matériau amgnétique, dans la zone située entre les deux volants. REVENDICATIONS 1. Dispositif magnétique d'entraînement d'un système mobile, comprenant un organe moteur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier ensemble entraîné en rotation autour d'un axe (A) par ledit organe moteur, formant volant magnétique (60) dit "moteur", et un second ensemble, formant volant magnétique (61) dit "récepteur", mobile autour de ce même axe (A), en ce que le volant magnétique "moteur" (60), lorsqu'il est entraîné par ledit organe moteur autour de l'axe commun (A), met en rotation, par attraction magnétique, le volant magnétique "récepteur" (61), et en ce que une paroi (65) en matériau amagnétique est disposée entre les dits premier et second ensembles, le couple moteur étant transmis au travers de cette paroi (65). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second ensemble (60, 62) est disposé dans une enceinte fermée, en ce que ledit second ensemble (61, 63) est disposé hors de cette enceinte, et en ce que ladite paroi (65) constitue un capot d'accès à l'enceinte. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits volants magnétiques (60, 61) ont la forme de disques en vis à vis couplés mécaniquement à des arbres (62, 63), d'axes de symétrie confondus avec ledit axe commun (A). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins le disque (60) constituant ledit volant magnétique "moteur" est muni, sur sa face (600) en vis à vis du disque (61) constituant ledit volant magnétique "récepteur", d'alvéoles (601) dans laquelle sont disposés des aimants (602). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les disques (60, 61) constituant lesdits volants magnétiques "moteur" et "récepteur" sont munis sur leurs faces (600, 610) en vis à vis d'alvéoles (601, 611) dans laquelle sont disposés des aimants (602, 612). 6. Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits aimants (602, 612) sont répartis régulièrement sur la surface du disque. 7. Application d'au moins un dispositif (6a, 6b) selon l'une quelconque des revendications précédentes à l'entraînement d'une pompe (ga, 8b) d'une machine à souder à la vague, caractérisé en ce que ladite machine comprenant au moins un sous-ensemble de soudage (3) comportant une cuve (31) contenant de la soudure en fusion (30) et ladite pompe (8a, 8b), ledit organe moteur (7a, 7b) entraîne ledit volant magnétique (60a, 60b) "moteur", ces deux éléments étant disposés à l'extérieur de ladite cuve (31), en ce que ladite paroi (65) est constituée par un capot hermétique, disposé au dessus de cette cuve (31), et en ce que ledit volant magnétique "récepteur" (61a, 61b) est disposé dans la cuve et entraîne ladite pompe (8a, 8b). 8. Application selon la revendication 7, caractérisé en ce que les organes moteurs sont déportés par rapport audit axe commun (A) et en ce que des moyens de couplage mécanique sont prévus entre ledit organe moteur (7a, 7b) et ledit volant magnétique "moteur" (60a, 60b); ces moyens de couplage étant constitués par un jeu de poulies (70a-70b , 71 a-7 lb) et des courroies d'entraînement (700a, 700b).