Brevet FR3163956A1 — publié le 20260102

Un dispositif de support de pièces à système planétaire comporte : - un support solaire (1) monté rotatif selon un axe solaire (S) par rapport à un système de référence, au moins un support planétaire (2) monté rotatif sur le support solaire (1) selon un axe planétaire (P) parallèle à l’axe solaire (S) ; - des premiers moyens d’entraînement (5) pour entraîner le support planétaire (2) lors de la rotation du support solaire (1) par rapport au système de référence : - au moins un support satellitaire (3) monté rotatif sur le support planétaire (2) selon un axe satellitaire (R) incliné par rapport à l’axe solaire (S) ; - des moyens d’inclinaison (4) pour modifier l’inclinaison ou l’orientation de l’axe satellitaire (R) par rapport au support planétaire (2) lors de la rotation du support planétaire (2) ou solaire. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de support de pièces à mouvement planétaire L’invention concerne un dispositif de support de pièces à mouvement planétaire destiné à être placé dans une enceinte de projection pour l’application de revêtements de surface. On connaît un procédé de revêtement de surface, notamment par plasma, dans lequel de la matière sublimée ou séparée en fines particules est projetée dans un flux orienté contre des pièces sur lesquelles se forme alors un revêtement par le dépôt de cette matière. Afin d’obtenir un dépôt le plus homogène possible et une grande productivité, une pluralité de pièces à traiter sont insérées dans une enceinte en étant disposées sur un dispositif de support, ce dernier permettant un mouvement des pièces à l’intérieur de l’enceinte afin que chaque pièce présente au flux de matière l’ensemble des faces où on souhaite obtenir un revêtement. On connaît par exemple par le document EP 1 153 155 A1 un dispositif de support de pièces comportant une table montée rotative autour d’un axe vertical dans une enceinte. La table, en forme de disque, porte à sa périphérie une série de broches d’axe également vertical. Sur chacune des broches est monté rotatif au moins un support dit planétaire. Chaque support planétaire est également de forme circulaire et comporte à sa périphérie une série de supports satellitaires montés également de manière rotative. Un système d’engrenages permet d’entraîner en rotation chacun des supports en lien avec la rotation principale de la table. Ce système convient à certains types de pièces, mais pour d’autres pièces, les mouvements fournis par le dispositif ne sont pas suffisants pour exposer l’ensemble des faces des pièces à traiter. Comme montré sur la FIG. 5 , un cas typique est une pièce 101 en forme de clou présentant une longue tige 1010 cylindrique et une tête 1011 de forme également cylindrique mais plus large que la tige. La tête comporte une face supérieure 1012 qui peut être creuse et une face inférieure 1013 de forme annulaire. On souhaite par exemple traiter la partie supérieure de la tige 1010 et l’ensemble des faces de la tête 1011. Si on dispose la pièce 101 dans le support satellitaire 103 avec l’axe de la pièce 101 confondu avec l’axe de rotation R du support satellitaire 103, avec le flux F1 de matière venant d’un côté avec une direction perpendiculaire à l’axe du support satellitaire 103, on constate que les parties cylindriques sont bien traitées du fait de la rotation R3 du support et de la pièce 101 autour de l’axe R de support satellitaire 103. Cependant le flux est toujours orienté de manière sensiblement parallèle à la surface annulaire 1013 sous la tête, de telle sorte que le revêtement reçu par cette face 1013 est médiocre. De plus, si la face supérieure 1012 de la tête est creuse, celle-ci ne reçoit pas le flux F2 et n’est pas revêtue correctement non plus. La FIG. 6 montre un cas dans lequel le support satellitaire 103’ est monté avec un axe de rotation R’ incliné, en comparaison au cas de la FIG. 5 . Dans cette configuration la face supérieure 1012 de la pièce 101 est bien exposée au flux F2. Par contre, la face inférieure 1013 de la tête 1011 reste toujours à l’ombre du flux F3 et ne reçoit aucun revêtement. Afin de favoriser l’exposition de l’extrémité des pièces, le document EP 2 297 375 A1 propose que les pièces soient disposées en éventail sur un support satellitaire monté rotatif. Dans le document DE 20 2004 009256 U1, les pièces à traiter sont disposées en éventail sur un support monté rotatif. Un système à cliquets permet d’obtenir le pivotement des pièces autour de leur axe longitudinal par à-coups, par exemple par sixième de tour. Ces dispositifs ne permettent pas d’améliorer le traitement de la face annulaire dans le cas du clou tel que décrit précédemment. C’est donc un objectif de l’invention de proposer un support de pièces permettant d’exposer les faces des pièces de façon la plus complète possible. Avec cet objectif en vue, l’invention a pour objet un dispositif de support de pièces à système planétaire comportant : - un support solaire monté rotatif selon un axe solaire par rapport à un système de référence, au moins un support planétaire monté rotatif sur le support solaire selon un axe planétaire parallèle à l’axe solaire ; - des premiers moyens d’entraînement pour entraîner le support planétaire lors de la rotation du support solaire par rapport au système de référence : - au moins un support satellitaire monté rotatif sur le support planétaire selon un axe satellitaire incliné par rapport à l’axe solaire ; - des deuxièmes moyens d’entraînement pour entraîner le support satellitaire lors de la rotation du support planétaire ou solaire ; caractérisé en ce que le dispositif de support comporte en outre des moyens d’inclinaison pour modifier l’inclinaison ou l’orientation de l’axe satellitaire par rapport au support planétaire lors de la rotation du support planétaire ou solaire. En ajoutant des moyens d’inclinaison pour orienter le support satellitaire, on ajoute une possibilité supplémentaire pour orienter la pièce face à un flux qui est d’orientation fixe. Par exemple dans le cas d’une pièce en forme de clou, tel que décrit précédemment, placé sur le support satellitaire, le changement d’orientation permettra d’exposer à certains moments la face supérieure de la tête, tandis qu’à d’autres moments l’exposition sera sur la face inférieure de la tête. Ainsi un maximum de faces de la pièce pourront être exposées au flux et recevoir un traitement de la surface. Selon une disposition constructive, les moyens d’inclinaison comportent un plateau de commande s’étendant dans un plan de plateau perpendiculaire à l’axe planétaire, le plateau comportant pour chaque support satellitaire une lumière d’entraînement à travers laquelle le support satellitaire s’étend, le plateau étant entraîné dans le plan de plateau par rapport au support planétaire pour que les lumières d’entraînement entraînent la modification de l’inclinaison ou de l’orientation de l’axe satellitaire des supports satellitaires. Le déplacement du plateau seul par rapport au support planétaire permet de commander l’inclinaison de l’ensemble des supports satellitaires. L’entraînement par l’intermédiaire de lumières permet de laisser un degré de liberté pour que l’inclinaison et l’orientation de l’axe satellitaire s’adaptent. Selon un perfectionnement, le support planétaire comporte pour chaque support satellitaire une lumière de guidage traversée par le support satellitaire correspondant, de manière à limiter l’amplitude du mouvement d’oscillation du support satellitaire. La lumière de guidage détermine l’amplitude de mouvement possible pour le support satellitaire, ainsi que le lien entre l’inclinaison et l’orientation. On constate également que la lumière de guidage est relativement facile à changer, ce qui permet de modifier les trajectoires des supports satellitaires sans qu’il soit nécessaire de changer le plateau. Selon un mode de réalisation, la lumière de guidage est une fente linéaire. Dans ce cas l’orientation est constante et seule l’inclinaison varie. Selon un autre mode de réalisation, la lumière de guidage est ronde. Dans ce cas, l’inclinaison est constante et seule l’orientation varie. Selon une disposition constructive, les moyens d’inclinaison comportent un excentrique entraîné en rotation par rapport au support planétaire, l’excentrique étant en liaison rotative par rapport au plateau, des moyens de butée étant prévus pour arrêter la rotation du plateau. Ainsi le plateau reçoit un mouvement d’oscillation sans pour autant être entraîné en rotation. Ce mouvement d’oscillation sert ensuite à incliner les supports satellitaires. Selon une disposition constructive, les moyens de butée comportent au moins deux piliers traversant le plateau par des lumières de butée respectives de forme circulaire. La combinaison des piliers et des lumières de butée permet de réaliser l’arrêt en rotation du plateau. De plus les piliers servent à relier entre eux des organes placés au-dessus et en dessous du plateau. Selon une disposition constructive, l’excentrique est entraîné en rotation par rapport au support planétaire par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal, le train épicycloïdal comportant un premier et un deuxième élément parmi le groupe d’une couronne et d’une roue planétaire, le premier élément étant lié à l’excentrique et le deuxième élément étant fixé et centré sur le support planétaire, un porte-satellites étant immobilisé en rotation par rapport au support solaire et monté en rotation autour de l’axe du support planétaire, au moins un satellite monté rotatif sur le porte-satellites engrenant simultanément avec la roue planétaire et la couronne. Cette disposition permet d’utiliser la rotation du support planétaire pour générer le déplacement du plateau en synchronisation. Selon une disposition constructive, les supports satellitaires sont entraînés en rotation par l’intermédiaire d’un joint rotulé. Ce type de joint permet de transmettre la rotation des supports satellitaire sur eux-mêmes tout en autorisant l’inclinaison de l’axe satellitaire. Un joint de cardan est un exemple de joint qui réalise cette fonction. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la FIG. 1 est une vue schématique en perspective d’un dispositif conforme à un premier mode de réalisation de l’invention (à gauche :inclinaison constante + Orientation ; à droite Pivotement avant/arrière) ; - la FIG. 2 est une vue schématique en coupe du dispositif de la FIG. 1 ; - la FIG. 3 est une vue schématique de dessus d’une partie du dispositif de la FIG. 1 ; - la FIG. 4 est une vue schématique permettant de montrer le flux reçu une pièce en forme de clou ; - la FIG. 5 et une vue schématique permettant de montrer le flux reçu par une pièce en forme de clou selon l’art antérieur ; - la FIG. 6 et une vue schématique permettant de montrer le flux reçu par une pièce en forme de clou selon un autre art antérieur ; - la FIG. 7 est une vue en perspective du capot du planétaire de la FIG. 2 ; - la FIG. 8 est une vue en perspective du capot du planétaire représenté à droite en FIG. 1 . Description détaillée Une installation comportant un dispositif de support de pièces à système planétaire selon un mode de réalisation de l’invention est montrée de manière schématique sur les figures 1 à 4. L’installation peut typiquement être une installation de revêtement par procédé PVD (dépôt physique en phase vapeur). Le dispositif de support est placé dans une enceinte sous vide contrôlé, dans laquelle on réalise par exemple une pulvérisation cathodique à partir d’une ou plusieurs cibles (constituées de la matière/matériau à déposer). Dans la FIG. 1 , le signe de référence C désigne une cible fixe par rapport à un système de référence permettant de générer un flux transportant la matière qui constituera le revêtement des pièces à traiter, le flux étant orienté dans le sens symbolisé par la flèche F1. Ce dessin est évidemment simplifié et le flux F peut être légèrement divergeant aux bords. Le dispositif comporte un support solaire 1 monté rotatif par rapport au système de référence selon un axe solaire S sensiblement perpendiculaire la direction du flux F1. Par souci de simplification de la description, on considérera que cet axe solaire S est vertical, bien qu’il puisse être installé dans toute direction. La rotation du support solaire est notée R1. Le dispositif comporte en outre une pluralité de supports planétaires 2, dont seuls deux ont été représentés sur la FIG. 1 , chaque support planétaire 2 étant monté rotatif sur le support solaire 1 selon un axe planétaire P parallèle à l’axe solaire S. La rotation du support planétaire est notée R2. Le dispositif comporte en outre une pluralité de supports satellitaires 3, chaque support satellitaire 3 étant monté rotatif sur l’un des supports planétaires 2 selon un axe satellitaire R incliné par rapport à l’axe solaire S. La rotation du support satellitaire est notée R3. Dans la variante illustrée ( FIG. 1 ) chaque support satellitaire 3 comporte une partie de douille qui supporte la pièce à traiter 101’ au-dessus du capot 200, ici un clou à tête. Le dispositif de support comporte en outre des moyens d’inclinaison 4 pour modifier l’inclinaison, dans le cas du support planétaire 2 de droite sur la FIG. 1 , ou l’orientation, dans le cas du support planétaire 2 de gauche sur la FIG. 1 , de l’axe satellitaire R par rapport au support planétaire 2 lors de la rotation du support planétaire 2 ou solaire. Le support solaire 1 comporte une table 10 en forme de disque, montée pivotante autour de l’axe solaire S. En périphérie de la table 10, des broches 11 font saillie selon les axes planétaires P pour recevoir les supports planétaires 2. Les broches 11 sont montées rotatives et chaque broche 11 peut recevoir plusieurs supports planétaires 2 en empilement. La broche 11 a par exemple une section carrée avec laquelle les supports planétaires 2 sont en prise pour être entraînés en rotation par un tube central 201 enfilé sur la broche 11. En référence à la FIG. 2 , l’axe solaire S est représenté sur la gauche de la figure tandis que l’une des broches 11 est représentée au milieu de la figure. Deux supports planétaires 2 sont représentés superposés sur la même broche 11. Chaque support planétaire 2 comporte un châssis 20 avec un capot 200 présentant une face supérieure sensiblement plane, le tube central 201 faisant partie du châssis 20. Le châssis 20 comporte quatre piliers 202 s’étendant parallèlement à l’axe planétaire P sous le capot 200. Des premiers moyens d’entraînement 5 sont prévus pour entraîner le support planétaire 2 lors de la rotation R1 du support solaire 1 par rapport au système de référence. Pour cela, les premiers moyens d’entraînement 5 comportent un premier engrenage 51 statique centré avec l’axe solaire S et un deuxième engrenage 52 en prise avec le premier engrenage 51 fixé sur la broche 11. Par cette paire d’engrenages 51, 52, la rotation R1 relative du premier engrenage 51 par rapport au support solaire 1 est transmise à la broche 11, et ainsi aux supports planétaires 2. Des deuxièmes moyens d’entraînement 6 sont prévus pour entraîner le support satellitaire 3 lors de la rotation R2 du support planétaire 2. Les deuxièmes moyens d’entraînement 6 comportent un pivot excentré 61 monté rotatif sur le tube central 201 et comportant un bras d’arrêt 62 s’étendant sous le support planétaire 2, retenu en rotation par un poteau 7 fixe par rapport au support solaire 1. Une roue dentée 63 est montée en libre en rotation sur le pivot excentré 61 avec un axe de rotation décalé par rapport à l’axe P du support planétaire 2. La roue dentée 63 comporte des lumières de roue 630, traversées par les piliers 202, bloquant ainsi sa rotation. Un anneau 64 denté est en prise avec la roue dentée 63 sur l’intérieur de l’anneau 64, lequel est guidé en rotation autour de l’axe planétaire P par l’intermédiaire d’une gorge rapportée au sous ensemble 20, en bas des piliers 202. Pour chaque support satellitaire 3, un pignon satellitaire 65 est en prise avec l’extérieur de l’anneau 64. Chaque pignon satellitaire 65 est monté rotatif par rapport au châssis 20. Le support satellitaire 3 est entraîné en rotation par le pignon satellitaire 65 par l’intermédiaire d’un joint rotulé 66 (par ex. du type à crabot), de telle sorte que le support satellitaire 3 peut être incliné par rapport à l’axe du pignon satellitaire 65. Le joint rotulé 66 est placé à l’intérieur du châssis 20, tandis que le support satellitaire 3 traverse et fait saillie au-dessus du capot 200 du châssis 20. Les moyens d’inclinaison 4 comportent un plateau 40 de commande s’étendant dans un plan de plateau perpendiculaire à l’axe planétaire P, c’est-à-dire parallèle au capot 200 du châssis 20. Le plateau 40 comporte pour chaque support satellitaire 3 une lumière d’entraînement 401 à travers laquelle le support satellitaire 3 s’étend, au-dessus des joints rotulés 66. Le plateau 40 est entraîné en déplacement dans le plan de plateau 40 par rapport au châssis 20 du support planétaire 2 pour que les lumières d’entraînement 401 entraînent la modification de l’inclinaison ou de l’orientation de l’axe satellitaire R des supports satellitaires 3. Les moyens d’inclinaison 4 comportent en outre un excentrique 41 entraîné en rotation autour de l’axe planétaire P, l’excentrique 41 étant en liaison rotative par rapport au plateau 40 autour de l’axe de plateau U décalé de l’axe planétaire P. Des moyens de butée sont prévus pour arrêter la rotation du plateau 40. Les moyens de butée comportent les piliers 202 du châssis 20 traversant le plateau 40 par des lumières de butée 402 respectives de forme circulaire, comme le montre la FIG. 3 . Le support planétaire 2 comporte pour chaque support satellitaire 3 une lumière de guidage 205 dans le capot 200 traversée par le support satellitaire 3 correspondant, de manière à limiter l’amplitude du mouvement d’oscillation du support satellitaire 3. La lumière de guidage est pratiquée dans le capot 200 du châssis 20. Le capot 200 peut être fixé sur le châssis de manière amovible, de manière à ajuster le guidage des supports satellitaires en fonction des besoins, sans modifier le plateau. L’excentrique 41 est entraîné en rotation par rapport au support planétaire 2 par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal 8. Dans l’exemple qui est représenté en bas de la FIG. 2 , le train épicycloïdal 8 comporte un premier élément 81 qui est une roue planétaire, le premier élément 81 étant lié à l’excentrique 41 et un deuxième élément 82 qui est une couronne fixée et centrée sur le support planétaire 2, en l’occurrence sur les piliers 202. Le train épicycloïdal 8 comporte en outre un porte-satellites 83 immobilisé en rotation par rapport au support solaire 1 et monté en rotation autour de l’axe du support planétaire 2. De manière avantageuse, le pivot excentré 61 réalise la fonction du porte-satellites 83. Au moins un satellite 84 est monté rotatif sur le porte-satellites 83 en engrenant simultanément avec la roue planétaire 81 et la couronne 82. Dans l’exemple qui est représenté en haut de la FIG. 2 , le train épicycloïdal 8’ comporte un deuxième élément 82’ qui est une roue planétaire fixée et centrée sur le support planétaire 2, et un premier élément 81’ qui est une couronne liée à l’excentrique 41. Pour le support planétaire 2 représenté à droite de la FIG. 1 , la lumière de guidage (lumière 205’ dans capot 200’, cf. FIG. 8 ) est une fente linéaire, de telle sorte que le mouvement conféré par le plateau 40 ou support satellitaire 3 est une oscillation de l’inclinaison de l’axe satellitaire R, noté T4 en FIG. 1 . Pour le support planétaire 2 représenté à gauche de la FIG. 1 , la lumière de guidage 205 du capot 200 (Figs 2 et 7) est ronde, de telle sorte que l’axe satellitaire R décrit une trajectoire sur un cône d’axe vertical, et indiquée R4 en FIG. 1 . Le fonctionnement du dispositif de support de pièces va être décrit maintenant ( FIG. 1 ). Le dispositif est placé dans l’enceinte (non montrée) de l’installation. Les supports planétaires 2 sont placés sur les broches 11 en empilement. Le support solaire 1 est entraîné en rotation autour de l’axe solaire S avec une différence de vitesse de rotation avec le premier engrenage 51. Cette différence de vitesse entraîne la rotation des supports planétaires 2 par l’intermédiaire du deuxième engrenage 52. Pour chaque support planétaire 2, le pivot excentré 61 est bloqué en rotation par rapport au support solaire 1 grâce au bras d’arrêt 62 en appui sur le poteau 7. Ceci entraîne une rotation relative du pivot excentré 61 par rapport au support solaire 1, donc une rotation relative entre la roue dentée 63 et le pivot excentré 61. La roue dentée 63 oscille à l’intérieur de l’anneau 64. Du fait de la différence de diamètre (respectivement de périmètre) entre la roue dentée 63 et l’intérieur de l’anneau 64, l’anneau 64 est entraîné en rotation par rapport au support planétaire 2. Il entraîne alors la rotation des pignons satellitaires 65 et ainsi la rotation des supports satellitaires 3 par l’intermédiaire du joint rotulé 66. Pour le support planétaire 2 montré en bas de la FIG. 2 , la rotation relative entre le pivot excentré 61 et la couronne 81 du train épicycloïdal 8 au châssis 20 entraîne la rotation de la roue planétaire 82 et donc celle de l’excentrique 41 par rapport au support planétaire 2. La rotation de l’excentrique 41 entraîne le déplacement du plateau 40, lequel entraîne le basculement des supports satellitaires 3 par l’intermédiaire des lumières d’entraînement 401, comme le montre la FIG. 4 . Le basculement des supports satellitaires 3 est déterminé par la forme et la taille des lumières de guidage. Pendant une partie du temps de process la face supérieure de la pièce est exposée au flux en provenance de la cible, comme montré sur la position à gauche de la FIG. 4 . Pendant une autre partie du temps, la face inférieure de la tête est exposée au flux en provenance de la cible, comme montré sur la position à droite de la FIG. 4 . Ainsi ces deux surfaces sont correctement revêtues à la fin du process. Dispositif de support de pièces à système planétaire comportant : - un support solaire (1) monté rotatif selon un axe solaire (S) par rapport à un système de référence, au moins un support planétaire (2) monté rotatif sur le support solaire (1) selon un axe planétaire (P) parallèle à l’axe solaire (S) ; - des premiers moyens d’entraînement (5) pour entraîner le support planétaire (2) lors de la rotation du support solaire (1) par rapport au système de référence : - au moins un support satellitaire (3) monté rotatif sur le support planétaire (2) selon un axe satellitaire (R) incliné par rapport à l’axe solaire (S) ; - des deuxièmes moyens d’entraînement (6) pour entraîner le support satellitaire (3) lors de la rotation du support planétaire (2) ou solaire ; caract é ris é en ce que le dispositif de support comporte en outre des moyens d’inclinaison (4) pour modifier l’inclinaison ou l’orientation de l’axe satellitaire (R) par rapport au support planétaire (2) lors de la rotation du support planétaire (2) ou solaire. Dispositif de support selon la revendication 1, dans lequel les moyens d’inclinaison (4) comportent un plateau (40) de commande s’étendant dans un plan de plateau perpendiculaire à l’axe planétaire (P), le plateau (40) comportant pour chaque support satellitaire (3) une lumière d’entraînement (401) à travers laquelle le support satellitaire (3) s’étend, le plateau (40) étant entraîné dans le plan de plateau par rapport au support planétaire (2) pour que les lumières d’entraînement entraînent la modification de l’inclinaison ou de l’orientation de l’axe satellitaire (R) des supports satellitaires (3). Dispositif de support selon la revendication 2, dans lequel le support planétaire (2) comporte pour chaque support satellitaire (3) une lumière de guidage traversée par le support satellitaire (3) correspondant, de manière à limiter l’amplitude du mouvement d’oscillation du support satellitaire (3). Dispositif de support selon la revendication 3, dans lequel la lumière de guidage est une fente linéaire. Dispositif de support selon la revendication 3, dans lequel la lumière de guidage est ronde. Dispositif de support selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d’inclinaison (4) comportent un excentrique (41) entraîné en rotation par rapport au support planétaire (2), l’excentrique (41) étant en liaison rotative par rapport au plateau (40), des moyens de butée étant prévus pour arrêter la rotation du plateau (40). Dispositif de support selon la revendication 6, dans lequel les moyens de butée comportent au moins deux piliers (202) traversant le plateau (40) par des lumières de butée (402) respectives de forme circulaire. Dispositif de support selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel l’excentrique (41) est entraîné en rotation par rapport au support planétaire (2) par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal (8, 8'), le train épicycloïdal (8, 8') comportant un premier (81, 81’) et un deuxième élément (82, 82’) parmi le groupe d’une couronne et d’une roue planétaire, le premier élément (81, 81’) étant lié à l’excentrique (41) et le deuxième élément (82, 82’) étant fixé et centré sur le support planétaire (2), un porte-satellites (83) étant immobilisé en rotation par rapport au support solaire (1) et monté en rotation autour de l’axe du support planétaire (2), au moins un satellite (84) monté rotatif sur le porte-satellites (83) engrenant simultanément avec la roue planétaire (81, 82’) et la couronne (82, 81’). Dispositif de support selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les supports satellitaires (3) sont entraînés en rotation par l’intermédiaire d’un joint rotulé (66).