Brevet FR2830678A1 — publié le 20030411

Gaines (44) contenant chacune deux ou Museum D condueum mAtaVues. TUBE POUR POMPER UN ESPACE COMPRIS ENTRE DEUX DALLES, NOTAMMENT UN PANNEAU A PLASMA. En référence aux figures 1 et 4, I'invention concerne un tube 1 pour pomper, le cas échéant, remplir et sceller un espace 7 compris entre deux dalles planes 4 et 5; ce tube 1 comprend un conduit cylindrique de pompage 2 dont l'une des extrémités 21 est destinée à être emmanchée dans un orifice de pompage 6 pratiqué dans l'une des dalles 4 et communiquant avec l'espace 7 entre les dalles; à cet effet, le diamètre externe du conduit tubulaire 2 est. à cette extrémité 21, inférieur ou légèrement inférieur au diamètre de l'orifice de pompage 6; I'autre extrémité du tube 22 est destince à être relice à des moyens de pompage et, le cas échéant, de remplissage; I'ensemble des deux dalles planes forme un panneau, utilisable par exemple pour la réalisation d'un panneau à plasma pour visualisation ou adressage ou pour celle d'un panneau de visualisation à effet de champ. Un panneau de visualisation à plasma comprend généralement deux dalles ménageant entre elles un espace rempli de gaz de décharge, et au moins deux réseaux d'électrodes qui se croisent, généralement déposés sur chacune des dalles; en appliquant une différence de potentiel entre une électrode du premier réseau et une électrode du deuxième réseau, on provoque une décharge au niveau du gaz situé entre les dalles aux croisement de ces électrodes; cette décharge émet un rayonnement ultraviolet, qui est converti, par les luminophores recouvrant partiellement la surFace interne des dalles, en rayonnement visible. Un panneau de visualisation à cristaux liquides adressés par plasma comprend (a Plasma Addressed Liquid Crystal Display" ou " PALCD " en langue anglaise) est généralement formé par superposition d'un panneau d'adressage à plasma et d'un panneau à cristaux liquides et comprend également au moins deux réseaux d'électrodes qui se croisent; le panneau d'adressage à plasma comprend généralement, comme précédemment, deux dalles ménageant entre elles un espace rempli de gaz de décharge; en appliquant une différence de potentiel entre une électrode du premier réseau et une électrode du deuxième réseau, on provoque une décharge au niveau du gaz situé aux croisement de ces électrodes; cette décharge est équivalente à - 2 la fermeture d'un interrupteur et permet d'adresser sélectivement une différence de potentiel aux bornes des cellules à cristaux liquides disposées en regard de cette décharge. Un panneau de visualisation à effet de champ (" Field Emission Display " ou " FED " en langue anglaise) comprend également deux dalles ménageant entre elles un espace vide destiné au parcours des électrons émis par les cathodes à effet de champ vers l'anode; cet espace vide comprend en réalité un gaz sous très faible pression. Tous ces panneaux comprennent donc deux dalles ménageant entre elles un espace comprenant un gaz; les dalles sont en matériau rigide pour résister aux différences entre la pression externe et la pression interne; ces dalles sont généralement en matériau isolant électriquement; ainsi, ces dalles sont généralement en verre, en vitro-céramique ou en matériau céramique. En référence à la figure 3, la fabrication de tels panneaux 10 comprenant deux dalles 4 et 5 ménageant entre elles un espace 7 comprenant un gaz comprend généralement les étapes suivantes: - fabrication de la première dalle 4 et de la deuxième dalle 5, I'une des dalles 4 étant dotée d'un orifice de pompage 6, - assemblage des dalles 4, 5 parallèlement l'une à l'autre à une distance suffisante pour ménager entre elles un espace 7, en appliquant une composition d'étanchélfication 61 sur le pourtour des dalles, - montage d'un tube de pompage et de scellement 1 sur l'orifice de pompage 6, en appliquant une composition d'étanchéification 62 entre les parois du tube et celles de cet espace autour de l'orifice, - pompage du gaz contenu dans cet espace étanchélfié 7 au travers du tube de pompage 1, - scellement de cet espace 7 par obturation du tube de pompage 1. L'épaisseur de l'espace 7 ménagé entre les dalles 4, 5 est généralement approximativement constante et adaptée au fonctionnement du panneau 10. Comme compositions d'étanchélfication 61, 62, on utilise généralement une composition vitreuse de scellement; il est alors nécessaire d'effectuer un traitement thermique de vitrification de ce joint, avant l'étape de pompage, de manière à former des joints étanches 61', 62'. - 3 Pendant l'étape de pompage, le panneau est généralement chauffé pour faciliter la désorption des gaz occlus dans l'espace entre les dalles. Dans le cas spécifique de panneaux à plasma, pour pouvoir obtenir des décharges de plasma entre les dalles, cet espace doit contenir un gaz de décharge, de composition et de pression adaptées; la fabrication du panneau comprend alors en outre, après pompage et avant scellement, une étape de remplissage du panneau par le gaz de décharge au travers du méme tube 1 utilisé précédemment pour le pompage. Pour le déroulement de ces opérations, il est particulièrement important que le tube de pompage, tel qu'il est monté sur le panneau, puisse résister aux contraintes mécaniques de cisaillement et de compression; ceci reste vrai pour la suite des opérations de fabrication du panneau, car le tube de pompage et de scellement reste solidaire du panneau et doit pouvoir résister à des chocs accidentels lors de manutentions ultérieures. Un tel tube de pompage, de scellement et, le cas échéant, de remplissage 1 est généralement appelé queusot (" stem tube " en langue anglaise); De manière à pouvoir positionner facilement et rapidement ce tube 1 et à emmancher son extrémité 21 dans l'orifice de pompage 6, quel que soit le jeu entre le tube et l'orifice (différence des diamètres), et de manière à faciliter l'étanchéification entre ce tube et l'orifice au moyen du joint 62', le document FR 2796490 décrit un queusot doté de moyens d'épaulement 3 destinés à venir s'appuyer sur la dalle 4 à la périphérie de l'orifice de pompage 6; selon ce document, ces moyens d'épaulement comportent une surface plane d'épaulement 31, généralement perpendiculaire à l'axe du tube, destinée à s'appliquer contre la surface externe 41 de la dalle 4 située à la périphérie de l'orifice de pompage 6, et permettent ainsi de faire concider facilement l'axe de l'extrémité 21 du conduit tubulaire 2 et l'axe de l'orifice de pompage 6: on facilite ainsi le montage du queusot. Lorsque cette surface d'épaulement 31 s'étend continûment d'une manière radiale à partir du tube et d'une manière périphérique autour du tube, par exemple lorsqu'elle forme un disque plat comme représenté à la figure 1, ces - 4 moyens d'épaulement facilitent l'étanchéification entre les parois du tube et celles de l'espace entre les dalles: on applique alors la composition de scellement 62 directement sur cette surface 31, comme représenté sur la figure 2; si la surface d'épaulement est suffisamment large, une telle variante facilite donc l'étanchélfication. En se référant aux figures 5 et 6, pour l'étape de pompage et, le cas échéant, de remplissage, I'autre extrémité 22 du tube 1 est reliée à une installation de pompage et de remplissage (non représentée) par l'intermédiaire d'un embout de raccordement 8, 8'; la liaison peut être effectuée par exemple, soit par soudage dans le cas de l'embout 8 de la figure 5, soit par des moyens de liaison démontables 81 dans le cas de l'embout 8' de la figure 6. On a avantage à utiliser un conduit 2 en verre pour faciliter l'étape ultérieure de scellement; en effet, après l'étape de pompage et, le cas échéant, de remplissage, il suffit alors de fondre le verre du conduit 2 au niveau du point de scellement S pour obtenir le scellement de l'espace 7 compris entre les dalles; I'embout de raccordement 8, 8' peut ensuite être facilement coupé ou démonté. Mais un tube de pompage en verre est en général plus difficile à position ner convenablement à l'aide d ' installations automatiq u es au n iveau de l'orifice 6: en effet, les tolérances au niveau de l'extrémité 21 et de l'épaulement 3 du côté de la dalle 4 peuvent, si le matériau est en verre, poser problème pour un positionnement rapide et effficace. Par ailleurs, une pièce en verre est toujours délicate à manipuler avec des installations automatiques; dans le cas d'un tube de pompage en verre moulé, tel que représenté à la figure 7, cette pièce comporte généralement une surface externe conique 29 pour faciliter le démoulage, qui rend sa manipulation précise encore plus diffficile. L'invention a pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, I'invention a pour objet un tube pour pomper, le cas échéant, remplir et sceller un espace compris entre deux dalles dont l'une au moins est dotée d'un orifice de pompage, comprenant: - un conduit cylindrique de pompage dont l'une des extrémités, dite amont, est destinée à être emmanchée dans ledit orifice et dont l'autre extrémité, dite aval, est en verre, - des moyens d'épaulement comprenant une surface d'épaulement destinée à s'appliquer contre la surface externe de la dalle située à la périphérie de l'orifice de pompage, caractérisé en ce que les moyens d'épaulement sont en métal. L'extrémité aval en verre est destinée à être reliée à des moyens de pompage et, le cas échéant, de remplissage; lorsque le tube est monté sur un panneau scellé, cette extrémité en verre correspond à la zone de scellement. Un tel tube de pompage allie les avantages de facilité de scellement grâce à son extrémité en verre et de facilité de manipulation et de positionnement automatique précis grâce aux moyens d'épaulement en métal. De préférence, le conduit comprend une portion amont en métal et une portion aval en verre, qui sont reliées entre elles par une soudure verremétal; dans ce cas, de préférence, la portion amont du conduit s'étend au moins jusqu'au niveau de l'épaulement de manière à former avec cet épaulement un embout métallique; I'avantage de cette variante est essentiellement économique, puisqu'elle permet de réaliser d'une seule pièce tous les composants métalliques du tube. Ledit embout métallique peut être réalisé par usinage ou décolletage. Ledit embout métallique peut être également réalisé par perçage d'un trou dans au moins une plaque métallique, le perçage étant réalisé par poinçonnage et relevage des bords du trou de manière à ce que ces bords forment, au moins partiellement, la portion cylindrique amont du conduit, I'au moins une plaque métallique formant alors les moyens d'épaulement. Plus précisément, on procède par perçage d'un trou par poinçonnage au centre d'un disque plan en tôle, le perçage entraînant lui-même un relevage des bords du trou; selon la longueur souhaitée de portion cylindrique amont du conduit, d'autres passes de poinçonnage peuvent étre nécessaires pour accentuer le relevage des bords du trou; une telle méthode est décrite par exemple dans le document FR 2755041. - 6 Une telle plaque métallique percée forme alors une collerette; lorsqu'on utilise deux collerettes pour réaliser l'embout, on les superpose " tête bêche et on soude les plaques métalliques l'une contre l'autre; les moyens d'épaulement sont alors formés par les deux plaques métalliques soudées; dans ce cas, la portion cylindrique amont du conduit s'étend en amont et en aval des moyens d'épaulement. Ledit embout métallique peut être aussi réalisé par emboutissage d'au moins une plaque métallique de manière à former un trou avec des bords relevés formant, au moins partiellement, la portion cylindrique amont du conduit, I'au moins une plaque métallique formant les moyens d'épaulement. Selon une variante, le tube de pompage comprend un manchon cylindrique métallique s'étendant de part et d'autre des moyens d'épaulement, dans lequel sont emmanchés à la fois une extrémité de la portion aval en verre du conduit et les bords circulaires du trou de l'au moins une plaque métallique; on obtient alors un tube de pompage présentant une bonne résistance au cisaillement. De préférence, au niveau de la soudure verremétal, la section de la paroi cylindrique de la portion amont du conduit au contact du verre est chanfreinée; ce chanfrein dans l'épaisseur de la paroi cylindrique implique par exemple que I'extrémité du cylindre n'est pas coupée à bords droits; ce chanfrein facilite avantageusement la soudure verre-métal et la rend plus résistante aux chocs. Quand la partie métallique du tube est réalisée par poinçonnage ou emboutissage, quand les moyens d'épaulement comprennent une seule plaque métallique sur laquelle est soudée une extrémité en verre de la portion aval du conduit, quand les bords circulaires du trou dans la plaque métallique s'étendent en amont des moyens d'épaulement, de préférence la plaque métallique comporte une rainure circulaire convexe dont l'un des versants est situé au niveau de la soudure verre-métal, formant ainsi un chanfrein qui facilite avantageusement la soudure verre-métal et la rend plus résistante aux chocs; il convient d'éviter une rainure concave ou " en creux " qui risquerait d'emprisonner des bulles d'air au moment de la soudure verre-métal. L'invention a également pour objet un panneau comprenant deux dalles planes délimitant entre elles un espace, dont l'une au moins est dotée d'un orifice de pompage dans lequel est emmanché un tube de pompage selon l'invention de manière à ce que la surface d'épaulement de ce tube s'applique contre la surface externe de la dalle située à la périphérie de l'orifice de pompage; de préférence, ce panneau comprend un joint d'étanchéité entre la surface d'épaulement et ladite surface externe; de préférence, ledit tube de pompage est scellé au niveau de son extrémité en verre. Selon les cas, et sans limitations, un tel panneau peut être un panneau à plasma, notamment pour visualisation d'images ou pour adressage d'un panneau de visualisation à cristaux liquides; un tel panneau peut également être un panneau de visualisation à effet de champ. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 décrit un tube de pompage doté de moyens d'épaulement, - la figure 2 décrit l'application d'une composition d'étanchéification sur la surface d'épaulement du tube de la figure 1, la figure 3 décrit le montage du tube des figures 1 et 2 sur un panneau comprenant deux dalles délimitant un espace à pomper, - la figure 4 décrit le panneau de la figure 3 doté de son tube de pompage, - les figures 5 et 6 décrivent deux modes de raccordement du tube de la figure 1 à des moyens de pompage et, le cas échéant, de remplissage, - la figure 7 décrit un mode de réalisation en verre moulé du tube de pompage de la figure 1 selon l'art antérieur, - la figure 8 décrit un mode de réalisation selon l'invention du tube de la figure 1, comprenant un embout métallique et un tube de verre soudé à l'une des extrémités de cet embout, - les figures 9 à 14 décrivent des variantes concernant la réalisation de l'embout métallique du tube selon l'invention. - 8 Afin de simplifier la description et de faire appara^tre les différences et avantages que présente l' invention par rapport à l'état antérieu r de la technique, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mêmes fonctions. Selon un mode préférentiel de l'invention représenté à la figure 8, le tube 1' selon l'invention comprend un conduit cylindrique de pompage 2 et des moyens d'épaulement 3 en métal; le conduit cylindrique de pompage 2 comprend une portion amont métallique 24 avec son extrémité 21 d'emmanchement dans un orifice de pompage et une portion aval en verre 25, les deux portions étant relices entre elles par une soudure étanche verre-métal 26; les moyens d'épaulement 3 et la portion amont métallique 24 du conduit 2 forment une seule pièce métallique: I'embout 9; ainsi, le tube de pompage se décrit également comme comprenant un embout métallique 9 et un tube en verre 25, reliés entre eux par une soudure verre-métal 26, 1'embout métallique 9 comportant des moyens d'épaulement 3 L'embout métallique 9 facilite la manipulation, le positionnement et le montage du tube de pompage sur un panneau à pomper; la portion amont en verre 25 facilite l'opération de scellement. Le métal de l'embout métallique 9 doit être choisi parmi les métaux ou alliages métalliques réputés soudables et compatibles avec le verre de la portion aval en verre 25 du conduit 2; comme métal, on peut prendre l'alliage référencé DILVER P de la Société IMPHY. La géométrie de l'embout métallique peut présenter deux grandes variantes: - une première variante selon laquelle la portion amont métallique 24 du conduit 2 s'étend de part et d'autre des moyens d'épaulement comme représenté aux figures 9 et 14; comme représenté à la figure 9, pour faciliter la soudure verre-métal et la rendre plus résistante, on prévoit de préférence un chanfrein 241 dans la section du conduit 24; - une deuxième variante selon laquelle la portion amont métallique 24 du conduit 2 s'étend seulement du côté de l'extrémité 21 d'emmanchement, comme représenté aux figures 10, 11 et 13; comme représenté à la figure 13, pour faciliter la soudure verre-métal et la rendre plus résistante, on prévoit de préférence sur les moyens d'épaulement une rainure circulaire convexe 32 positionnée de manière à ce que l'un de ses versants 321 soit situé au niveau de la soudure verre-métal 26. Une des variantes d'utilisation de l'embout 9' de la figure 10 est représentée à la figure 12; selon cette variante, la portion amont métallique 24 du conduit 2 comprend un manchon cylindrique 242 dans lesquels sont emmanchés l'embout 9' et une extrémité de la portion aval en verre du conduit 2; on obtient ainsi un tube de pompage offrant une très bonne résistance au cisaillement. Les embouts métalliques 9, 9' peuvent être réalisés par usinage, par décolletage, par poinçonnage, par emboutissage, ou d'autres méthodes de travail des métaux; le choix de la méthode de fabrication de l'embout dépend de sa géométrie et de l'importance des séries de fabrication, I'emboutissage étant en général réservé aux séries importantes: I'embout de la première variante (figure 9) est de préférence réalisé par usinage ou décolletage, alors que l'embout de la deuxième variante (notamment figures 10 et 11) est préférence réalisé par poinçonnage ou emboutissage d'une plaque de manière à y former un trou avec relevage des bords, les bords relevés du trou formant la portion amont 24 du conduit 2. La figure 14 représente un embout 9 similaire à celui de la figure 9 selon la première variante, obtenu ici par raboutage " tête bêche " de deux embouts 9' réalisés par poinçonnage ou emboutissage, comme celui de la figure 10; ce mode de réalisation d'un embout 9 de la première variante peut être plus économique que l'usinage ou le décolletage pour des grandes séries de fabrication. La portion aval en verre 25 du conduit 2 est formé par un tube de verre classique, comme ceux qu'on utilise classiquement pour les tubes de pompage. La soudure verre-métal 26 entre l'embout 9, 9' et cette portion aval en verre 25 est réalisée d'une manière connue en elle-même, de manière à obtenir une liaison solide et étanche aux gaz. Le tube de pompage ainsi obtenu selon l'invention est utilisé d'une man ière classique pou r le pom page de panneaux, co mme précédemment décrit dans l'art antérieur; pour son montage sur le panneau, on utilise - 10avantageusement des Lotte I,: .= ttô A. I 15- 1 e automatiques.. - OL en c e positionnement - 11 REVENDICATIONS 1.- Tube (1') pour pomper, le cas échéant, remplir et sceller un espace (7) compris entre deux dalles (4, 5) dont l'une au moins (4) est dotée d'un orifice de pompage (6), comprenant: - un conduit cylindrique (2) de pompage dont l'une des extrémités, dite amont, 21 est destince à être emmanchée dans ledit orifice (6) et dont l'autre extrémité, dite aval, (22) est en verre, - des moyens d'épaulement (3) comprenant une surface d'épaulement (31) destinée à s'appliquer contre la surface externe (41) de la dalle (4) situce à la périphérie de l'orifice de pompage (6), caractérisé en ce que les moyens d'épaulement (3) sont en métal. 2.- Tube de pompage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit (2) comprend une portion amont (24) en métal et une portion aval (25) en verre, qui sont reliées entre elles par une soudure verre-métal (26). 3.- Tube de pompage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la portion amont (24) du conduit (2) s'étend au moins jusqu'au niveau de I'épaulement (3) de manière à former avec cet épaulement un embout métallique (9). 4.- Tube de pompage selon la revend ication 3 caractérisé en ce que led it em bout métallique (9) est réalisé par usinage ou décolletage. 5.- Tube de pompage selon la revend ication 3 caractérisé en ce que led it embout métallique (9) est réalisé par perçage d'un trou dans au moins une plaque métallique, le perçage étant réalisé par poinçonnage et relevage des bords du trou de manière à ce que ces bords forment, au moins partiellement, la portion cylindrique amont (24) du conduit (2), I'au moins une plaque métallique formant les moyens d'épaulement (3). 6.- Tu be de pompage selon la revend ication 3 caractérisé en ce q u e led it embout métallique (9) est réalisé par emboutissage d'au moins une plaque - 12 métallique de manière à former un trou avec des bords relevés formant, au moins partiellement, la portion cylindrique amont (24) du conduit (2), I'au moins une plaque métallique formant les moyens d'épaulement (3). 7.- Tube de pompage selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon cylindrique métallique (242) s'étendant de part et d'autre des moyens d'épaulement (3), dans lequel sont emmanchés à la fois une extrémité de la portion aval (25) en verre du conduit (2) et les bords circulaires du trou de l'au moins une plaque métallique. 8.- Tube de pompage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que, au niveau de ladite soudure verre-métal, la section (241) de la paroi cylindrique de la portion amont (24) du conduit (2) au contact du verre est chanfreinée. 9.- Tube de pompage selon la revendication 8 lorsqu'elle dépend de la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que, les moyens d'épaulement (3) comprenant une seule plaque métallique sur laquelle est soudée une extrémité en verre de la portion aval (25) du conduit (2), et les bords circulaires du trou dans la plaque métallique s'étendant en amont des moyens d'épaulement (3), ladite plaque métallique comporte une rainure circulaire convexe (32) dont l'un des versants (321) est situé au niveau de la soudure verre-métal (26) et forme ledit chanfrein. 10.- Panneau comprenant deux dalles planes (4, 5) délimitant entre elles un espace (7), dont l'une au moins (4) est dotée d'un orifice de pompage (6) dans lequel est emmanché un tube de pompage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes de manière à ce que la surface d'épaulement (31) de ce tube s'applique contre la surface externe (41) de la dalle (4) située à la périphérie de l'orifice de pompage (6). - - 13 11.- Panneau selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (62') entre la surface d'épaulement (31) et ladite surface externe (41). 12.- Panneau selon l'une quelconque des revendications 10 à 11 caractérisé en ce que ledit tube de pompage (1) est scellé au niveau de l'extrémité (22) en verre. 13.- Panneau selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisé en ce que ledit panneau est un panneau à plasma. 14.- Panneau selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 ca ractérisé en ce q ue led it pan neau est u n pan neau de visualisation à effet de