Brevet FR2824080A1 — publié le 20021031

DISPOSITIF D'INTRODUCTION D'UN MATERIAU SOUPLE EN BANDE DANS UNE ENCEINTE L' invention se rattache au secteur technique du traitement en atmosphère contrôlée de produits plats et poreux notamment, et trouve une application particulièrement avantageuse lorsque ce traitement est effectué à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Parmi les applications envisagée, on peut citer, d'une manière 0 préférée qui ne doit cependant pas être considérée comme limitative, la métallisation par pulvérisation cathodique en continu de produits plats et poréux, tels que de la mousse de polyuréthane, se présentant sous forme de bande ou de nappe de faible épaisseur. Plus généralement' l'invention concerne le traitement de tous types de matériaux, sous forme de bandes ou de nappes ayant une structure ouverte ou non, telle que des films en matière plastique, supports textiles, susceptibles d'être soumis à une opération effectuée sous vide. On connaît des installations servant au traitement continu de bandes métalliques sous vide. Des sas sont placés à l'entrce et à la sortie d'un four servant, par exemple, à la métallisation des bandes métalliques par évaporation sous vide d'un métal ou d'un alliage. Ces différents sas permettent de passer, par étapes successives, de la pression atmosphérique à la pression de travail, et inversement. Cet état de la technique peut être illustré, par exemple, par l'enseignement du brevet FR 2.163.512 o la bande passe successivement entre plusieurs rouleaux placés en rangées parallèles et coopérant avec des sabots fixes d'étanchéité. Ces différents 2 2824080 rouleaux et sabots délimitent un certain nombre de compartiments reliés à des pompes à vide, afin de réduire progressivement la pression d'un compartiment à l'autre. Etant donné que la bande à traiter est métallique, c'est-à-dire présentant une porosité nulle ou quasi nulle, et un dogré d'allongement également nul ou quasi nul, il n'y a pas de rcels problèmes pour le transtert de la bande d'une manière continue et étanche. Par contre, dans le cadre d'un traitement sous vide notamment d'un matériau présentant un certain degré de porosité, des problèmes importants apparaissent pour pouvoir 0 traiter en continu ce type de matériau au niveau du maintien, compte tenu de sa relative souplesse et de l'étanchéité compte tenu de sa porosité. L' invention s'est fixce pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sure, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de permettre notamment le passage en continu d'une bande ou nappe de matériau souple, depuis la pression atmosphérique jusqu'à une pression de travail, d'une manière parfaitement étanche, en considérant que le champ d' application de I'invention concerne également les cas o les pressions étant égales à l'intérieur et à l'extérieur de l'enccinte, il est nécessaire de maintenir une étanchéité dynamique entre ces deux milieux par exemple pour respecter et contrôler des compositions particulières des atmosphères de part et d'autre de la paroi. Dans la suite de la description et par souci de clarté, on limitera la description au cas o l'invention a pour but de garantir une différence de -i 3 2824080 pression, mais il est bien entendu qu'elle s'applique également au cas o elle garantit une différence de composition à pressions égales. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif qui comprend des moyens aptes à assurer, en continu, le transtert et la mise en compression du matériau, d'une manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec matrise de l'étanchéité dynamique à l'intérieur d'une enceinte. Il est apparu que, de façon préférentielle, mais non limitative, qu'une compression exercée sur le matériau, afin d'augmenter sa densité, permet d'obtenir une meilleure étanchéité dynamique, au fur et à mesure du transtert en continu. Pour résoudre le problème posé d'assurer le transfert et la mise en tension du matériau, d'une manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec maîtrise de l'étanchéité dynamique, les moyens de transfert et de mise en compression du matéiau sont constitués par des bandes transporteuses disposées en regard, en délimitant un espace o est engagé à plat le matériau, au moins les deux faces en regard de chacune des bandes présentant une série de cannelures identiques et régulièrement espacces pour être imbriquées en vue d' assurer, d'une manière concomitante, l'étanchéité dynamique dudit matériau sous l'effet de l'imbrication. Avantageusement, chacune des face des bandes présentent des cannelures. À Compte tenu de ces dispositions, il en résulte que les bandes cannelées qui font office de courroies crantées, assurent un parfait synchronisme d'entrainement en immobilisant et en contrôlant, d'une manière positive, le matériau pendant son transtert, tout en permettant d'augmenter la longueur des fuites artificiellement. Pour résoudre le problème posé d' assurer l ' entraînement linéaire des bandes cannelées en vue du transfert concomitant du matériau inséré entre les cannelures des deux faces en regard des bandes délimitant-l'espace, 0 lesdites bandes cannelées coopèrent avec des organes d'entraînement en rotation pour être déplacées linéairement, d'une manière continue. Avantageusement, les organes d'entraînement sont constitués, pour chacune des bandes, par des rouleaux de mise en tension montés libres en rotation et par des rouleaux cannelés assujettis à des moteurs avec capacité d'indexation et de synchronisation. Pour résoudre le problème posé de contrôler l'étanchéité, les bandes coopèrent avec un tunnel de guidage présentant une sole fixe et une sole réglable pour faire varier, d'une manière correspondante, la pression d'écrasement exercée sur le matériau sous l'effet de l'imbrication des cannelures. Le dispositif trouve une application avantageuse, notamment dans le cas d'une installation de traitement sous vide pour une opération de métallisation par pulvérisation cathodique en continu d'un matériau passant en continu de la pression atmosphérique jusqu'à la pression de travail, 2824080 l'installation étant par exemple constituce de plusieurs modules ou étages alignés faisant office de sas et assujettis chacun à des moyens d' aspiration pour obtenir successivement, une pression décroissante. A partir de cette conception de base et dans une forme de réalisation donnée à titre indicatif, nullement limitatif, I'installation peut être constituée: - d'une enceinte ferrnce à partir de laquelle est introduit le matériau à la pression atmosphérique, ladite enceinte étant portée à une pression 0 détermince, et recevant, d'une mnière permettant une étanchéité contrôlée, les moyens de transfert et de mise en compression dudit matériau; - un module tampon avec rouleaux de guidage du matériau, ledit module étant porté à la même compression que l'enccinte; - au moins un module interrnédiaire; - au moins un module, avec rouleaux de guidage et d'entranement, relié au poste de traitement; - I'enceinte et les différents modules étant agencé pour permettre le montage et le guidage des moyens de transfert et de mise en compression, d'une manière étanche. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective montrant une application du dispositif selon les caractéristiques de 1'invention à une installation de traitement sous vide en continu; 6 2824080 - la figure 2 est une vue en coupe, à caractère schématique et à grande échelle, montrant le principe des moyens de transfert en continu et de mise en compression du matériau, d'une manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec matrise de l'étanchéité dynamique; - la figure 3 est une vue à caractère purement schématique montrant un exemple d' installation susceptible de mettre en _uvre le dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une vue partielle et en coupe d'une partie de l'installation montrant un module avec les moyens de transtert et de mise en 0 compression, et à partir duquel le matériau à traiter, soumis à la pression atmosphérique, est engagé; dans cet exemple, ce module est relié à un module tampon de transfert, soumis à la méme pression interne, et relié à une filière; - la figure 5 est une vue en coupe montrant la connexion de la filière au poste de traitement par 1'interrnédiaire d'un module d'entraînement du matériau; - les figures 6, 7, 8, 9, 10, 11 et 12 sont des vues en coupe, à une échelle plus importante, considérées respectivement selon les lignes A-A, B-B,C-C,D-D,E-E,F-FetG-Gdelafigure3. Comme indiqué, le dispositif selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour le traitement sous vide d'un matériau souple, notamment en bande ou en nappe, tel que de la mousse de polyuréthane. On désigne par (M) ce matériau, quelle que soit sa structure. Par exemple, I'installation de traitement peut comprendre au moins un ensemble fermé (E) assujetti à des moyens d' aspiration du type pompe à vide pour obtenir, depuis la pression atmosphérique (Pa), une pression 7 2824080 décroissante jusqu'à la pression de travail, au niveau d'un poste de traitement (P). Par exemple, comme le montre schématiquement la fgure 3, I'ensemble (E) peut être constitué de plusieurs modules (M1), (M2), (M3) et (M4) assujettis chacun à des moyens d'aspiration pour obtenir successivement une pression décroissante. Par exemple, le module (M1) est soumis à une pression (P1) de 100 Pa, le module (M2) à une pression (P2) de 10 Pa, le module (M3) à une pression (P3) de 1 Pa, et le module (M4) à une pression de 0,1 Pa. 0 -. Selon l'invention, le dispositif comprend, à l'intérieur de l'ensemble (E), des moyens aptes à assurer, en continu, depuis la pression atmosphérique jusqu'au poste de traitement (P) à la pression de travail souhaitée, le transtert et la mise en compression du matériau (M), d'une manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec matrise de l'étanchéité dynamique. Selon une réalisation préférée et particulièrement avantageuse, les moyens de transfert en continu sont constitués par deux bandes transporteuses ou série de bandes transporteuses, (B1) et (B2), disposées dans deux plans parallèles, en regard l'une de l'autre, en délimitant un espace (e) dans lequel est engagée à plat et mise en compression la nappe de matériau (M). D'une manière importante, au moins les deux faces en regard de chacune des bandes (B1) et (B2), présentent des séries de cannelures, de prétérence identiques, et régulièrement espacées (a) et (b). Dans l'espace (e) correspondant au chevauchement des faces en regard de chacune des bandes, les cannelures (a) et (b) sont imbriquces afin d'assurer, d'une manière concomitante, l'étanchéité dynamique du matériau (M), sous l'effet de la compression exercée correspondant à un écrasement contrôlé du matériau. Les cannelures (a) et (b) de chacune des bandes (B1) et (B2) sont disposées parallèlement les unes aux autres, les bandes étant orientées, de sorte que lesdites cannelures sont disposées peipendicu]airement au sens du défi]ement de la nappe de matériau (M), c'est-à-dire perpendicu] airement à ses côtés longitudinaux, étant rappe]é que le matériau se présente sous 0 forme d'une nappe de très grande longueur. Avantageusement, chacune des faces des bandes transporteuses (Bl) et (B2) présente des cannelures. Les bandes cannelées (B1) et (B2) coopèrent avec des organes d'entraînement en rotation pour être dép]acces]inéairement, d'une manière continue, comme i] sera indiqué dans la suite de la description, à]'aide des exemp]es de réa]isation illustrés. Les organes d'entraînement sont constitués pour chacune des bandes (B1) et (B2) par des rouleaux de renvoi et de mise en tension montés libres en rotation et par des rouleaux cannelés assujettis à un ensemble moteur avec capacité d'indexation et de synchronisation. On observe, à cet égard, que les bandes, ou séries de bandes (B1) et (B2), constituent des courroies crantées. Bien évidemment, compte tenu du prob]ème posé d'assurer l'étanchéité au fur et à mesure du déplacement en continu de la nappe de matériau (M), sous l'effet de l'entraînement des courroies (B1) et (B2), ces dernières coopèrent avec des agencements internes que présente l'ensemble (E) et aptes à assurer une parfaite étanchéité dudit matériau. Dans l'exemple de réalisation illustré, l'ensemble (E) comprend une enccinte (1) et plusieurs modules ou sas (M1), (M2), (M3) et (M4). Dans l'enccinte fermée (1) à partir de laquelle est introduite la nappe de matériau (M) à la pression atmosphérique, la série de bandes cannelées (13-1) et (B2) est constituée par deux courroies crantées (2) et (3). Comme lo indiqué précédemment, chacune des faces des courroies (2) et (3) présente des cannelures parallèles, d'une part, pour leur entraînement en synchronisme et, d'autre part, pour l'entraînement de la nappe de matériau (M), comme indiqué précédemment. Par exemple, les courroies (2) et (3) coopèrent, à 1'une de leurs extrémités, du côté de leur face interne, avec un rouleau cannelé (4) et (5) entraîné positivement en rotation et en synchronisme par un organe moteur - commun (6) avec système d'indexation (7). A l'autre extrémité, chacune des courroies (2) et (3) coopère avec des rouleaux étagés de renvoi (8-9) et (10-11) disposés en alignement. De même, les courroies (2) ét (3) peuvent coopérer avec des moyens de mise en tension (12) et (13). Les parties des bandes (2) et (3) disposées en regard pour délimiter l'espace (e), dans la position d'imbrication des cannelures, coopèrent avec un tunnel de guidage (14) présentant une sole fixe (14a) et une sole (14b) assujettie à des moyens de réglage (15) pour faire varier d'une manière correspondante et contrôlée l'espace (e) en vue de régler, de manière 2824080 concomitante, la pression d'écrasement exercée sur]a nappe de matériau ]ogée entre]esdites cannelures imbriquées. Comme indiqué précédemment, l'enccinte (1) est reliée en (16) à un moyen d'aspiration pour être soumise à une pression interne (P1) déterminée inférieure à la pression atmosphérique (Pa). Par exemple, comme indiqué, la pression (P1) est de 100 Pa. A l'ir-térieur de l'enceinte (1), pour assurer une parfaite étanchéité du 0 matériau (M),]es bords latéraux des courroies (2) et (3) coopèrent en appui avec des flasques verticaux (la) et (lb) qui peuvent être équipés directement, ou d'une manière rapportée, d'un revêtement apte à assurer le glissement des courroies sans risque de détérioration. De même, l'enccinte ( 1) est obturée par une porte (l c) présentant une fente pour 1'introduction du matériau (M). Sur la face interne de cette porte est bridée une plaque réalisée dans un matériau étanche pour l'appui facial avec capacité de -glissement de la partie correspondante des courroies (2) et (3). A noter que l'un des flasques (la) est fixe tandis que l'autre (lb), est monté avec capacité de réglage. L'enceinte (1) est accouplée, d'une manière étanche, à une filière ou tunnel de guidage (27) dé]imitant les différents modules (M1), (M2), (M3) et (M4) Le module (M1) est soumis à la même pression interne (P1) et présente, intérieurement, des rouleaux de guidage et de mise en tension (17, 18) et (l9, 20), de deux autres séries de bandes (B1) et (B2) se présentant sous forme de courroies (21) et (22) convenablement disposces en 1 2824080 superposition, de manière à délimiter, comme précédemment, l'espace (e) jusqu'au poste de traitement (P) pour le transfert et la mise en compression de la nappe de matériau, de manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec maîtrise de l'étanchéité dynamique. A la sortie du module tampon (M2), les brins de chacune des courroies crantées (21) et (22), sont superposés. Les faces en regard qui sont imbriquces en délimitant l'espace (e), sont engagées, d'une manière étanche, entre deux platines (27a) et (27b) du tunnel de guidage (27). Les modules (M2) et (M3) sont reliés chacun à des moyens d'aspiration pour être soumis à une pression interne différente. Par exemple, on rappelle, comme indiqué, que le module (M2) est soumis à une pression (P2) de Pa, tandis que le module (M3) est soumis à une pression (P3) de l Pa. Bien évidemment, le nombre de modules constituant la filière est donné à titre indicatif, nullement limitatif. A la sortie, la filière ou tunnel (27) reçoit d'une manière étanche, le - module (M4) sous forme d'un boîtier conformé pour assurer le transfert du matériau, dans les conditions indiquces précédemment, au poste de traitement (P). Ce module (M4) présente intérieurement des rouleaux cannelés d'entraînement (23) et (24) accouplés à un organe moteur commun (25) pour être entraînés en synchronisme. Ces rouleaux cannelés (23) et (24) assurent l'entraînement positif des courroies (21) et (22), en combinaison avec des rouleaux de renvoi et de mise en tension (25) et (26). Les courroies (21) et (22) sont donc assujetties à 1'ensemble des rouleaux (17-18-23-25) et ( 1 9-20-24-26). Au niveau du tunnel (27), I'étanchéité des courroies (21) et (22) est assurée, par exemple, par un joint monté sur la platine fixe (27a). Comme indiqué, le poste (P) est agencé, avec tout moyen connu et approprié, pour assurer le traitement que 1'on souhaite réaliser sur la nappe de matériau. Dans le cas d'une application de l'installation à une mousse de polyuréthane, d'épaisseur d'environ 1,6 mm et devant être soumise à une opération de prémétallisation, on a observé qu'un espace (e) déterminé pour soumettre la nappe de matériau à une épaisseur de 0,4 mm, est un bon compromis. Les différences d'étanchéité entre la mousse pure, c'est-à-dire avant prémétallisation et après prémétallisation, sont négligeables. On rappelle qué l'exemple d'application du dispositif à une installation de traitement sous vide avec un certain nombre de modules ou de sas, est donné à titre indicatif nullement limitatif et dépend notamment de la nature du matériau à traiter et du traitement auquel il doit être soumis. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle la possibilité d'assurer le passage en continu de la nappe de matériau à traiter depuis, par exemple, la pression atmosphérique jusqu'à la pression de travail, d'une manière contrôlée, sans glissement, sans étirement et avec une maîtrise contrôlée de l'étanchéité dynamique. 13 2824080 REVENDICATIONS -1- Dispositif d'introduction d'un matériau souple en bande dans une enceinte soumise à une différence de pressions ou de composition par rapport à l'atmosphère environnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens(Bl) et (B2) aptes à assurer, en continu, le transfert et la mise en compression du matériau (M), d'une manière contrôlée, sans glissement et sans étirement, avec maîtrise de l'étanchéité dynamique à l'intérieur de l'enceinte. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transfert et de mise en compression du matériau sont constitués par des bandes transporteuses (B1) et (B2) disposées en regard, en délimitant un :. espace (e) o est engagé le matériau (M), au moins les deux faces en regard de chacune des bandes présentant une série de cannelures identiques et régulièrement espacées pour être imbriquces en vue d' assurer, d'une manière concomitante, l'étanchéité dynamique dudit matériau sous l'effet de l'imbrication. -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des face des bandes (B l) et (B2) présentent des cannelures. -4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bandes cannelées (Bl) et (B2) coopèrent avec des organes d'entraînement en rotation pour être déplacces linéairement d'une manière continue. 14 2824080 -S- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les organes d'entranement sont constitués, pour chacune des bandes (B1) et (B2), par des rouleaux de renvoi et de mise en tension et par des rouleaux cannelés (4) et (5) assujettis à un organe moteur avec capacité d'indexation et de synchronisation. -6- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bandes coopèrent avec un tunnel de guidage (14-27) présentant une sole fixe et une sole réglable pour faire varier, d'une manière correspondante, la pression i 0 d'écrasement exercce sur le matériau sous 1'effet de l'imbrication des cannelures. -7- Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, à une installation d traitement sous vide comprenant: - au moins une ensemble fermé (E) assujetti à des moyens d'aspiration pour obtenir, depuis la pression atmosphérique, une pression décroissante jusqu'à un poste de traitement soumis à la pression de travail; - les moyens de transfert et de mise en compression sont disposés à l'intérieur de l'ensemble (E), d'une manière étanche. -8- Installation selon la revendication 7, caractérisce en ce que 1'ensemble (E) est constitué de plusieurs modules ou étages alignés (M1, M2, M3 et M4) faisant office de sas et assujettis chacun à des moyens d' aspiration pour obtenir successivement une pression décroissante. -9- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'ensemble est constitué: - d'une enceinte fermoe (1) à partir de laquelle est introduit le matériau à la pression atmosphérique, ladite enccinte étant portée à une pression déterminée, et recevant, d'une manière étanche, les moyens de transfert et de mise en compression dudit matériau; - un module tampon (M1) avec rouleaux de guidage du matériau, ledit module étant porté à la même pression que l'enccinte; - au moins un module intermédiaire (M2); - au moins un module (M4), avec rouleaux de guidage et d'entraînement, relié au poste de traitement; 0 - I'enceinte et les différents modules étant agencés pour permettre le montage et le guidage des moyens de transfert et de mise en