CA1289998C - Four electrique notamment pour traitement thermique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un four électrique pour le traitement thermique de pièces formant une charge à traiter, comprenant une enveloppe extérieure en deux parties complémentaires accouplables mobiles l'une par rapport à l'autre, et, dans cette enveloppe, au moins un support de la charge à traiter et au moins un élément chauffant électrique. Le four selon l'invention comprend au moins deux parties dont la première partie comprend le support de la charge à traiter et une première partie de l'enveloppe extérieure et dont la seconde partie comprend la second partie de l'enveloppe extérieure et des moyens pour déplacer les deux parties du four l'une par rapport à l'autre au moins dans le sens latéral à la charge à traiter en vue de leur accouplement et de leur désaccouplement, les première et seconde parties de l'enveloppe extérieure s'étendant respectivement sur une partie du pourtour de la charge a traiter de telle sorte que les bords de sa seconde partie sont en dehors du parcours de la charge à traiter, et la seconde partie de l'enveloppe extérieure s'étendant, en position accouplée, au-dessus de la charge à traiter de manière à dégager l'accès vertical au support de la charge lorsque les parties du four sont désaccouplés. Le four selon l'invention est destiné notamment au traitement d'une ou plusieurs pièces, éventuellement sous pression, sous vide ou sous atmosphères contrôlées.

Description

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La présente invention concerne un four électri~
que en particulier pour le traitement -thermique d'une ou plusieurs pièces formant une charge à traiter, éventuelle-ment sous pression, sous vide, ou sous atmosphères contrô-lées.
On connaît actuellement des fours électriques de traitement thermique de différents types. Certains, qui comprennent une porte frontale de chargement, nécessi-tent l'utilisation d'un bras porteur de chargement et de déchargement pénétrant dans le four et présentent l'incon-vénient, lors de ces manoeuvres, d'occasionner des dépla-cements relatifs des pièces les unes par rapport aux autres en particulier lorsque ces dernières constituent un ensemble monté à traiter.
D'autres fours comprennent une sole réceptrice de la charge à traiter et une enveloppe en forme de cloche recouvrant cette dernière. En vue du chargement ou du dechargement, on deplace verticalement, l'une par rapport à l'autre, soit la sole soit la cloche. D'autre fours egalement comprennent une enceinte en forme de puits ouverte à sa partie superieure et munie d'un cou~ercle, la charge étant introduite ou extraite verticalement par l'ouverture supérieure. Ces fours connus présentent notamment l'inconvénient de nécessiter une grande hauteur ; disponible pour le déplacement de leur partie mobile et pour permettre leur chargement et leur déchargement.
La présente invention propose un four électri-que dont la structure permet d'éviter les inconvénients des fours électriques connus et qui présente bien des avantages qui ressortiront plus loin.

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Le four electrique notamment pour le traitement -thermique de pièces formant une charge à traiter, concerne par la presente invention, comprend une enveloppe ex-te-rieure en deux parties complementaires accouplables mobiles l'une par rapport à l'autre, et, dans ce-tte enveloppe, au moins un support de la charge à traiter et au moins un element chauffant electrique.
Conformement à la presente inven-tion, ce four electrique comprend au moins deux par-ties dont la première partie comprend le support de la charge à traiter et une première partie de l'enveloppe extérieure et don-t la seconde partie comprend la seconde partie de l'enveloppe exterieure et des moyens pour deplacer les deux parties du four l'une par rapport à l'autre au moins dans le sens lateral à la charge à traiter en vue de leur accouplement et de leur desaccouplement, les première et seconde parties de l'enveloppe exterieure s'etendant respective-ment sur une partie du pourtour de la charge à traiter de telle sorte que les bords de sa seconde partie sont en dehors du parcours de la charge à traiter, et la seconde partie de l'enveloppe exterieure s'etendant, en position accouplee, au-dessus de la charge à traiter de manière à
degager l'accès vertical au support de la charge lorsque les parties du four sont desaccouplees.
L'element chauffant s'etend en general entre la charge à traiter et l'enveloppe exterieure. Dans ce cas, cet element chauffant est de preference en au moins deux parties formees respectivement en vis-à-vis des parties de l'enveloppe extérieure et associees respectivement aux parties du four.

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Dans certains cas, notamment dans le cas des fours à paroi froide, un écran d'isolation thermique peut etre prévu entre l'élément chauffant electrique et l'enve-loppe extérieure. Cet écran est de préférence en au moins deux parties qui s'étendent respectivement en vis-à-vis des parties de l'enveloppe extérieure et qui sont asociées respectivement aux deux parties du four.
Dans une variante d'exécution particulière selon la présente invention, l'enveloppe extérieure es-t sphérique et divisée en deux parties s'étendant l'une au-dessus de l'autre, sa partie inférieure étant associée au support de la charge à traiter, le plan de joint de l'enveloppe extérieure spherique etant de preference un plan diametral incline.
De préférence, l'élément chauffant électrique et/ou l'ecran d'isolation thermique sont, respectivement divise en deux parties sensiblement dans la zone du plan de joint de l'enveloppe exterieure.
Suivant un mode de realisation préféré, l'élé-ment chauffant électrique et/ou l'écran d'isolationthermique sont sensiblement cylindriques et verticaux, le plan de joint de l'enveloppe exterieure etant tel que leurs plans supérieurs et inférieurs s'etendent respecti-vement, sensiblement, dans les parties de l'enveloppe exterieure.
Le four électrique selon la présente invention peut en outre comprendre au moins un dispositif auxiliaire qui s'etend ou est disposé dans la zone du plan médian horizontal de l'enveloppe extérieure sphérique, entre cette dernière et l'élément chauffant cylindrique vertical 399~l3 et/ou l'ecran cylindrique vertical, ce dispositif auxi-liaire pouvant par exemple comprendre des moyens pour faire circuler un gaz, eventuellement sous pression, dans l'enveloppe exterieure et au moins un echangeur de cha-leur. D'autre dispositifs auxiliaires peuvent egalement être disposes dans l'espace interieur libre le plus grand faisant face à l'enveloppe exterieure spherique.
De preference les moyens pour deplacer les deux parties du four l'une par rapport à l'autre comprennent d'une part des moyens pour deplacer lateralement ces deux parties en vue de degager l'accès vertical au support de la charge à traiter et d'autre part des moyens pour les deplacer ver-ticalement en vue de les accoupler ou de les desaccoupler.
D'au-tres caracteristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci~après d"ln mode de realisation prefere de l'invention, tel qu'illustre à titre d'exemple dans les dessins ci-~oints, dans lesquels:
- la figure 1 montre, selon une coupe mediane verticale, un four electrique conforme à la presente invention, en position fermee;
- la figure 2 represente, le four electrique de la figure 1, en position ouverte; et - la figure 3 représente, en coupe horizontale par un plan median, le four electrique de la figure 1, en position ouverte.
En se reportant aux figures, on voit que le four electrique represente repere d'une manière generale par la reference 1, est forme en deux parties la et lb et -~ ~

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comprend une enveloppe ex-térieure reperee d'une manière generale par la reference 2 e-t, dans cette enveloppe, un element chauffant electrique reperé d'une manière genera-le par la reference 3 ainsi qu'un ecran d'isolation thermique repere d'une manière generale par la reference 4 et dispose entre l'element chauffant electrique 3 et l'enveloppe exterieure 2 qui delimite une enceinte.
L'enveloppe exterieure 2 est composee de deux parties 5 et 6 demi-spheriques presentant un plan de joint diametral 7 qui s'etend perpendiculairement au plan des figures l et 2 et qui est incline environ de 30 par rappor-t à la verticale, la partie 5 etant au-dessus de la partie 6. Ces parties demi-spheriques 5 et 6, qui appar-tiennent respectivement aux parties la et lb du four l, sont à double paroi 2a, 2b en vue par exemple de faire circuler entre ces parois un fluide de refroidissement, leurs parois etant respectivement reliees par des bagues ou brides annulaires 8 et 9 venant en appui l'une sur l'autre en coïncidence avec le plan de joint 7, la bride 9 presentant un evidement lO faisant face à la bride 8 et susceptible de recevoir un joint d'etancheite.
La partie demi-spherique 5 de l'enveloppe exterieure spherique 2 est montee fixe sur un châssis repere d'une manière generale par la reference ll tandis que la partie inferieure de sa partie demi-spherique 6 est fixee sur un chassis mobile repere d'une manière generale par la reference 12. Le chassis 12 porte à sa partie inferieure deux paires de galets 13 et 14 susceptibles de venir en appui sur deux rails parallèles horizontaux 15 du chassis 11 de maniere à pouvoir deplacer la partie semi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure sphérique 2 paral-lèlement au plan des figures 1 et 2, en vue de l'éloigner de la rapprocher de la partie demi-sphérique 5 fixe. Sur le châssis 11 sont fixees deux paires de verins à axes verticaux 16 et 17 dont les extremites superieures des tiges 18 et 19 sont adaptees pour s'engager dans des evidements correspondants de receptacles 20 et 21 fixés à
la partie inferieure du chassis mobile 12, ces verins 16 et 17 etant utilisables de la manière suivante.
Lorsque la partie mobile lb du four 1, consti-tuee du châssis mobile 12 et de la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2, en appui sur les rails 12 par l'intermediaire des paires de galets 13 et 14, est dispo-see de telle sorte que la bride 9 est placee en correspon-dance verticale de la partie demi-spherique 6 avec la bride 8 de la partie demi-spherique 5 de la par-tie fixe la du four 1, les verins 16 et 17 peuvent etre utilises pour soulever cette partie mobile lb de manière à accoupler les deux parties demi-spheriques 5 et 6 de l'enveloppe exté-rieure spherique par le plan de join-t 7 et reciproquement en vue de leur desaccouplement, la course verticale correspondante etant relativement faible par rappor-t au diamètre de l'enveloppe exterieure 2.
Dans l'enveloppe exterieure 2 est dispose un support de charge à traiter 22 qui est constitue par un plateau circulaire 23 dont la face superieure de reception de la charge 22 est horizontale et dont l'axe coïncide avec l'axe vertical de l'enveloppe exterieure spherique 2.
Ce support de charge 23, qui est dispose dans la partie inferieure de l'enveloppe exterieure spherique 2 sensible-.

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ment au quar-t de sa hauteur e-t dont le diamètre est d'envlron le quart de son diamètre, es-t porte par des pieds verticaux 24 dont les extremites inferieures sont fixees à la partie inferieure de la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2, de telle sorte que ce support de charge 23 appartient à la partie mobile lb du four 1. La partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exte-rieure 2 s'etend donc lateralement à la charge 22 e-t au-dessous et sa partie demi-spherique 5 s'etend la-terale-ment et au-dessus de cet-te charge 22.
L'element chauffant electrique 3 est cons-titue dans l'exemple par deux plaques 25 et 26 de forme comple-mentaire delimitant un cylindre creux à axe vertical coincidant l'axe vertical de l'enveloppe exterieure spherique 2, ces parties 25 et 26 presentant des bords verticaux legèrement espaces. Ce cylindre s'etend, à sa partie inferieure, autour et à distance du bord peripheri-que du support de charge 23 et vers le haut autour de la charge à traiter 22, symetriquement par rapport au plan median horizontal du four 1.
Comme on peut le voir notamment sur la figure 3, en section, la partie 25 de l'element chauffant elec-trique 3 est situee du côte de la partie demi-spherique 5 de l'enveloppe exterieure spherique 2 et s'etend sur un peu plus de la moitie du pourtour du support de charge 23, ou de la charge 22, symetriquement par rapport au plan de la figure 1, tandis que sa partie 26 est situee du côte de la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieur 2 et est complementaire de sa partie 25.

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Les parties 25 et 26 de l'elémen-t chauffant electrique 3 sont respec-tivement portees par des barres formant connexions electriques 27 et 28 qui sont respecti-vement fixées sur les parties demi-spheriques 5 et 6 de l'enveloppe exterieure 2 et s'etendent au-travers, de manière à appartenir respectivement aux deux parties la et lb du four l.
Les parties 25 et 26 de l'element chauffant electrique 3 pourraient, dans des variantes, etre subdivi-sees et eventuellement comprendre des parties supërieure et/ou inferieure s'etendant au-dessus et au-dessous de la charge 22, ces dernières etant respectivement solidaires des parties 25 et 26.
L'ecran d'isolation thermique 4, également en deux parties, comprend une paroi cylindrique verticale de même axe que l'element chauffant cylindrique 3. Cette paroi cylindrique es-t en deux parties 29 et 30 à bords verticaux jointifs~ qui s'etendent en vis-à-vis des parties 25 et 26 de l'element chauffant 3 et qui debordent vers le haut et vers le bas par rapport aux extremites superieure et inferieure de ce dernier sensiblement de la même longueur.
L'ecran d'isolation 4 comprend en outre un couvercle circulaire superieur 31 qui s'etend horizontale-ment au-dessus de la charge 22 et qui est fixe au bord supërieur de la partie verticale 29 ainsi qu'un couvercle inferieur 32 qui s'etend horizontalement en-dessous du support de charge 23 et qui est fixe au bord inferieur de la partie 30, ce couvercle inferieur 32 e-tant traverse par les pieds 24 du support de charge 23.

~,' :,, 3~

On peu-t observer que le couvercle supérieur 31 s'etend dans la partie demi-spherique 5 de 1.'enveloppe exterieure 2 tandis que le couvercle inferieur 32 s'etend dans la partie demi-spherique 6 de cette enveloppe, les couvercles 31 et 32 etant respectivement à distance des bords superieurs et inferieurs de l'element chauffant cylindrique 3.
La partie 29 de l'ecran d'isolation 4 et son couvercle superieur 31 sont por-tes par la partie demi-spherique 5 de l'enveloppe exterieure spherique 2 parl'intermediaire de pieds 33, de manière à appartenir à la partie la du four 1.
La partie 30 de l'ecran d'isolation 4 et son couvercle inferieur 32 sont portes par la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2 par l'interme-diaire de pieds 34, de manière à appartenir à la partie lb du four 1.
L'ecran d'isolation thermique 4 est en un materiau et de structure connus, en particulier metalli-que, compose d'un ensemble de couches superposees, ou enun materiau isolant thermique, adaptes aux conditions d'utilisation du four.
Dans la position fermee representee sur la figure 1, les deux parties la et lb du four electrique 1 sont accouplees de la manière decrite plus haut, le châssis mobile 12 etant porte par les tiges 18 et 19 des verins 16 et 17.

Pour desaccoupler ces parties la et lb du four 1, afin de procéder au déchargement d'une pièce 22 traitée ou du chargement d'une autre pièce 22 à traiter, on peut proceder de la manière suivante.
On ac-tionne les verins 16 e-t 17 de manière à
faire descendre leurs tiges 18 et 19. La partie de four lb descend alors jusqu'à ce que les galets 13 et 14 viennent en appui sur les rails 15 comme on l'a vu prece-demment. Ce faisant, le châssis 12, la partie demi-sphérique 6 de l'enveloppe ex-térieure sphérique 2, le support de charge 23, les parties 30 et 32 de l'écran d'isolation thermique 4 et la par-tie 26 de l'élément chauffant électrique 3 descendent et se désaccouplent des parties correspondantes de la partie de four la. A l'aide de moyens d'entrainement non représentés, tels que des moyens d'entraînement en rotation des galets 13 et 14, on déplace la partie de four lb le long des rails lS en l'eloignant latéralement de la partie de four la pour arriver alors dans la position ouverte représentée sur la figure 2. Dans cette position, la face supérieure du support de charge 23 est accessible latéralement par l'ouverture de la partie demi-sphérique 6 de l'enveloppe exterieure 2 et est egalement accessible verticalement de telle sorte qu'une charge 22 à traiter ou une charge traitee peut être amenee sur le support de charge 23 ou en être retiree par deplacement lateral ou vertical, par exemple à l'aide d'un câble porteur, sans être gênee par un element de structure du four, seule la partie 26 de l'element chauffant 3 entourant partiellement le support 23 de la charge sur moins de la moitie et ce dernier etant .~

verticalement et latéralement de l'angle couvert par la partie 25 de l'element chauffant 3 libre d'accès. Les memes remarques s'appliquent à l'ecran d'isolation thermi-que 4.
Pour proceder à l'accouplemen-t des parties la et lb du four electrique 1, on procède de manière inverse.
On peut noter qu'en sec-tion les arcs couverts par les parties 25 ou 26 de l'element chauffant electrique 3 presenten-t des bords verticaux ne genant ni le passage de la charge 22 disposee sur le support 23 ni le passage de ce dernier.
La partie demi-spherique 5 de l'enveloppe exterieure 2 est equipee en outre d'une conduite de raccordement ex-terieur à double paroi 35 en vue par exemple du raccordement d'un dispositif d'aspiration tel qu'une pompe à vide.
Le four 1 est egalement equipe d'un dispositif auxiliaire permettant une circulation du gaz à l'interieur de l'enveloppe spherique exterieure 2 et d'un echangeur de chaleur, repere d'une manière generale par la reférence 36, ce dispositif 36 etant associe à la partie lb du four 1 et s'etendant dans la zone du plan diametral horizontal de l'enveloppe exterieure spherique 2 dans laquelle la distance separant la paroi verticale 29,30 de l'ecran d'isolation thermique 4 et la paroi interieure de l'enve-loppe exterieure spherique 2 est la plus grande. D'autres dispositifs pourraient evidemment etre montes dans ce-tte zone, aussi bien dans la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2 que dans sa partie demi-spherique 5.

~3B

Comme on le voi-t bien sur la figure 3, le dispositif auxiliaire 36 comprend un ventilateur 37 don-t l'axe s'etend selon l'axe horizontal de la figure 1 et qui s'etend au travers de la paroi de la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2 et qui est portee par cette dernière, son hélice 38 étant dans cette partie demi-spherique 6. De part et d'autre du plan vertical des figures 1 et 2, le dispositif auxiliaire 36 presen-te deux echangeurs de chaleur tubulaires symétriques 39 et 40 dont les conduits de connexion non representes s'etenden-t au travers de la paroi de la partie demi-spherique 6 de l'enveloppe exterieure 2 de manière à etre relies à tous autres dispositifs d'echanges de chaleur exterieurs au four 1. En outre, le disposi-tif auxiliaire 36 presente, dans le four 1, des parois de separation qui determinent un couloir 41 de circulation forcee dans les echangeurs de chaleur 39 et 40 par l'helice 38 du ventilateur 37, les couvercles 31 et 32 de l'ecran d'isolation 4 presentant des passages verticaux 42 et 43 en vue de la circulation du gaz autour de la charge 22.

La presente invention ne se limite pas à
l'exemple ci-dessus decrit. En effet, on aurait pu prevoir un deplacement lateral de la partie lb par rapport à la partie la sans deplacement initial vertical. On aurait pu prévoir la partie lb du four 1 fixe et sa partie la mobile. On aurait pu egalement prevoir une enveloppe exterieure 2, un elemen~t chauffant electrique 3 et un ecran d'isolation thermique 4 de formes totalement diffe-., ~ 39!~

rentes, tout en perme-ttant des déplacements équivalents de ces deux parties et des opérations équivalentes de charge-ment et de déchargement.

Claims (15)

1. Four électrique pour le traitement thermique de pièces formant une charge à traiter, comprenant une enveloppe extérieure en deux parties complémentaires accouplables mobiles l'une par rapport à l'autre, et, dans cette enveloppe, au moins un support de la charge à
traiter et au moins un élément chauffant électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux parties dont la première partie comprend le support de la charge à traiter et une première partie de ladite envelop-pe extérieure et dont la seconde partie comprend la seconde partie de ladite enveloppe extérieure et des moyens pour déplacer les deux parties du four l'une par rapport à l'autre au moins dans le sens latéral à la charge à traiter en vue de leur accouplement et de leur désaccouplement, les première et seconde parties de l'enveloppe extérieure s'étendant respectivement sur une partie du pourtour de la charge à traiter de telle sorte que les bords de sa seconde partie sont en dehors du parcours de la charge à traiter, et la seconde partie de l'enveloppe extérieure s'étendant, en position accouplée, au-dessus de la charge à traiter de manière à dégager l'accès vertical au support de la charge lorsque lesdites parties du four sont désaccouplées.

2. Four électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément chauffant s'étend entre la charge à traiter et ladite enveloppe extérieure et est en au moins deux parties formées respectivement en vis-à-vis desdites parties de ladite enveloppe extérieure et associées respectivement auxdites parties du four.

3. Four électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un écran d'isola-tion thermique qui s'étend entre ledit élément chauffant électrique et ladite enveloppe extérieure, ledit écran étant en au moins deux parties qui s'étendent respective-ment en vis-à-vis des parties de ladite enveloppe exté-rieure et qui sont associées respectivement aux deux parties du four.

4. Four électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe extérieure est sphérique et divisée en deux parties s'étendant l'une au-dessus de l'autre, sa partie inférieure étant associée au support de la charge à traiter.

5. Four électrique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le plan de joint de ladite enveloppe extérieure sphérique est un plan diamétral incline tel que l'une de ses parties s'étende latéralement et au-dessus de la charge et l'autre latéralement et au-dessous du support de cette charge.

6. Four électrique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit élément chauffant électrique est divisé en deux parties sensiblement dans la zone du plan de joint de ladite enveloppe extérieure.

7. Four électrique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit élément chauffant électrique est sensiblement cylindrique et vertical, le plan de joint de ladite enveloppe extérieure sphérique étant tel que les plans supérieurs et inférieurs dudit élément électrique chauffant s'étendent respectivement, sensiblement, dans les parties de l'enveloppe extérieure.

8. Four électrique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite enveloppe extérieure est sphérique et divisée en deux parties s'étendant l'une au-dessus de l'autre, sa partie inférieure étant associée au support de la charge à traiter.

9. Four électrique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le plan de joint de ladite enveloppe extérieure sphérique est un plan diamétral incline tel que l'une de ses parties s'étend latéralement et au-dessus de la charge et l'autre latéralement et au-dessous du support de cette charge.

10. Four électrique selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit écran d'isolation thermique est divise en deux parties sensiblement dans la zone du plan de joint de ladite enveloppe extérieure.

11. Four électrique selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit écran d'isolation thermique est sensiblement cylindrique et vertical, le plan de joint de ladite enveloppe extérieure sphérique étant tel que les plans supérieurs et inférieurs dudit écran d'isolation thermique s'étendent respectivement, sensiblement, dans les parties de l'enveloppe extérieure.

12. Four électrique selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un dispo-sitif auxiliaire qui s'étend dans la zone du plan médian horizontal de ladite enveloppe extérieure sphérique, entre cette enveloppe extérieure et ledit élément chauffant cylindrique vertical.

13. Four électrique selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un dispo-sitf auxiliaire qui s'étend dans la zone du plan médian horizontal de ladite enveloppe extérieure sphérique, entre cette enveloppe extérieure et ledit écran cylindrique vertical d'isolation thermique.

14. Four électrique selon les revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que le dispositif auxiliaire comprend des moyens pour faire circuler le gaz dans ladite enveloppe extérieure et au moins un échangeur de chaleur.

15. Four électrique selon la revendication 1, caractérise par le fait que lesdits moyens pour déplacer les deux parties du four l'une par rapport à l'autre comprennent d'une part des moyens pour déplacer latérale-ment ces deux parties en vue de dégager l'accès vertical au support de la charge a traiter et d'autre part des moyens pour les déplacer verticalement en vue de les accoupler ou désaccoupler.