"AGENCEMENT POUR RENDRE ETANCHE A DE LA LUMIERE"
La présente invention concerne un agencement pour rendre étanche à des rayons de lumière, notamment d'un laser, une installation telle qu'une installation de soudage au laser. Le soudage au laser de pièces par exemple dans les lignes de fabrication de l'industrie automobile est effectué en grande partie dans des cabines, notamment lorsque la soudure est effectuée dans un ilot robotisé. De telles cabines comprennent une paroi fixe avec une fenêtre par laquelle les pièces à souder sont introduites dans la cabine, et en sont sorties après soudage, au moyen d'un ensemble comprenant généralement un plateau monté pivotant dans la fenêtre. Afin de protéger les personnes présentes dans l'environnement de la cabine de la lumière du laser, la cabine doit être étanche à la lumière, au moins pendant le soudage des pièces. En même temps, cette étanchéité doit être obtenue avec des moyens permettant que le plateau puisse être fait tourner librement pour introduire lesdites pièces dans la cabine et pour les en sortir ensuite. Le but de l'invention est donc de proposer des moyens permettant de rendre étanche à des rayons de lumière et notamment à des rayons laser, des ouvertures ou interstices subsistant entre les bords de la fenêtre de la paroi fixe et une surface mobile de l'ensemble pivotant. Le but de l'invention est atteint avec un agencement pour rendre étanche à des rayons de lumière, notamment d'un laser, une installation telle qu'une installation de soudage au laser, comportant un ensemble monté pivotant dans une fenêtre d'une paroi fixe autour d'un axe de pivotement s'étendant dans le plan de la fenêtre, dans au moins une position prédéterminée, l'agencement comprenant des moyens d'obturation de la fenêtre lorsque l'ensemble occupe une position prédéterminée et des moyens d'obturation d'ouvertures de fuite de lumière subsistant entre les bords de la fenêtre et des surfaces de l'ensemble pivotant qui sont mobiles par rapport aux bords de la fenêtre. Les moyens d'obturation comprennent, associée à chacune des ouvertures, au moins une trappe disposée sur la paroi à l'extérieur de la fenêtre au niveau de l'ouverture de façon à pouvoir pivoter entre une position d'obturation de l'ouverture lorsque l'ensemble est dans la position prédéterminée et une position rétractée permettant le pivotement de l'ensemble pivotant, et des moyens de commande de pivotement automatique de la trappe vers sa position d'obturation et vers sa position rétractée. Selon le mode de réalisation choisi, cet agencement peut avoir aussi l'une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes : - les moyens de commande comprennent pour chaque trappe un levier solidaire en rotation de la trappe et un élément solidaire de l'ensemble pivotant et disposé de façon à venir en butée contre le levier et à faire pivoter la trappe dans la position d'obturation lorsque l'ensemble pivotant atteint ladite position prédéterminée ; - les moyens de commande comprennent des moyens de rappel de la trappe vers sa position rétractée lorsque le levier et l'élément solidaire de l'ensemble pivotant sont désengagés l'un de l'autre ; - lorsque l'ensemble pivotant comprend un plateau de travail de porte-pièce et un écran de protection se dressant sur le plateau et passant par l'axe de pivotement, pour obturer la fenêtre le long des bords de celui-ci lorsque l'ensemble pivotant est dans sa position prédéterminée, les trappes associées aux ouvertures sont disposées de façon à obturer des ouvertures de fuite subsistant entre les bords fixes de la fenêtre et des parties de surface périphérique du plateau qui se déplacent par rapport aux bords fixes lors du pivotement de l'ensemble ; - lorsque l'ensemble pivotant comprend en haut de l'écran de protection un élément circulaire solidaire de l'écran de protection et pivotant avec lui autour de l'axe de rotation, l'élément ayant une surface périphérique mobile par rapport à un cache cylindrique du palier supérieur, les trappes sont disposées respectivement en dessous et au-dessus de la fenêtre ; - l'agencement comprend, associées à chacune des ouvertures, deux trappes montées au niveau de l'ouverture respectivement sur l'une et sur l'autre des deux faces opposées de la paroi fixe ; - chacune des trappes comprend une pluralité de parties s'étendant les unes par rapport aux autres de façon que leur bord extérieur épouse la ligne de contour extérieur parallèle à l'axe de pivotement de l'ensemble formé par l'élément circulaire et le cache ; - chacune des trappes comprend trois parties, à savoir une première partie solidaire de l'axe de pivotement de la trappe et s'étendant, lorsque la trappe est en position d'obturation, parallèlement à la paroi fixe, une deuxième partie formant un angle obtus avec la première partie en s'éloignant de la paroi fixe et une troisième partie formée par une partie d'extrémité du bord libre de la deuxième partie replié pour venir en appui par son bord vertical sur la face extérieure respectivement du palier inférieur ou du cache cylindrique du palier supérieur - les moyens d'obturation comprennent des rebords en saillie et solidaires des bords de l'écran et formant avec les bords de la fenêtre, lorsque l'ensemble pivotant est dans sa position prédéterminée, des chicanes empêchant la lumière de passer ; - les moyens de rappel des trappes dans la position rétractée comprennent des ressorts de rappel. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dont - la figure 1 est une vue en perspective sur une cabine de soudage avec un ensemble comportant un plateau et un écran de protection montés pivotants dans une fenêtre de la paroi avant de la cabine, - la figure 2 représente en détails la fenêtre de la paroi avant de la cabine de la figure 1 avec l'ensemble pivotant, - la figure 3 est une vue en section du bord extérieur vertical de l'écran de protection du plateau tournant, - la figure 4 est une vue schématique de dessus sur le plateau tournant et la face avant de la cabine de soudage, - la figure 5 représente un palier supérieur de l'écran de protection de l'ensemble pivotant de la figure 1 et - les figures 6 et 7 représentent en détails les trappes disposées respectivement à gauche et à droite du palier supérieur de la figure 5. L'invention sera décrite, à titre d'exemple, dans son application à une cabine de soudage au laser robotisée.
Une cabine de soudage au laser robotisée comprend, comme les figures 1 et 2 le montrent, une paroi fixe avant 1 avec une fenêtre 11 pourvue d'un cadre 13, par laquelle des pièces à souder sont introduites dans la cabine, et en sont sorties après soudage, au moyen d'un ensemble pivotant comprenant un plateau tournant 2. Le plateau 2 est disposé transversalement par rapport à la paroi fixe 1 et est monté de façon à pouvoir pivoter entre deux positions prédéterminées autour d'un axe de rotation 3 qui s'étend dans le plan de la fenêtre 11, ici verticalement. L'axe de rotation 3 est supporté par un palier supérieur et un palier inférieur qui comportent des caches semi-cylindriques respectivement 4 et 5 montés sur la paroi fixe 1 respectivement au-dessus et en-dessous de la fenêtre 11. Le plateau 2 comprend deux parties 2A, 2B séparées l'une de l'autre par un écran de protection 21 qui s'élève perpendiculairement au plateau 2 et par lequel passe l'axe de rotation 3 du plateau 2. Lorsque la partie 2A est en dehors de la cabine de soudage, la partie 2B est à l'intérieur de la cabine et vice versa. Les pièces à souder sont disposées sur un dispositif d'outils, par exemple des outils de ferrage représentés sur les figures 1 et 2 en 30. Dans l'exemple représenté, le dispositif 30 est fixé respectivement sur la partie 2A (seul visible) et sur la partie 2B du plateau. Il est bien sûr également envisageable de placer un dispositif 30 uniquement sur la partie 2A. Dans la position du plateau 2 dans laquelle il est représenté sur les figures 1 et 2, les pièces disposées sur l'outil fixé sur la partie 2B sont à l'intérieur de la cabine pour être soudées et la partie 2A est à l'extérieur de la cabine afin que les pièces à souder suivantes puissent y être disposées. Puis, le plateau 2 est fait pivoter afin de faire passer, par la fenêtre 11, la partie 2A à l'intérieur de la cabine pour soudage et la partie 2B à l'extérieur pour enlèvement des pièces soudées et mise en place de nouvelles pièces à souder. Dans chacune des deux positions prédéterminées, lors du soudage au laser, il faut éviter que de la lumière laser puisse parvenir à l'extérieur de la cabine de soudage. En effet, pour ne pas entraver le pivotement du plateau 2, la présence d'ouvertures ou interstices permettant des fuites de lumière est pratiquement inévitable. Or, l'invention a spécifiquement pour but de prévoir des moyens d'obturation de telles ouvertures de fuite. Afin d'assurer l'obturation de la cabine de soudage, deux agencements différents sont prévu, un qui assure l'étanchéité aux bords périphériques de l'écran de protection 21 et un autre qui assure l'obturation d'ouvertures subsistant entre des bords fixes de la fenêtre 11 de la paroi fixe 1 et des surfaces mobiles respectivement du plateau 2 et d'un élément en forme d'un disque 41 avec lequel l'écran 21 est monté pivotant au palier supérieur 4. L'étanchéité aux bords périphériques de l'écran de protection 21 est obtenue en donnant à l'écran 21, par exemple par un rebord proéminent 22 visible sur les figures 2 et 3, une largeur supérieure à celle de la fenêtre 11 et, de chaque côté des paliers supérieur 4 et inférieur 5, une hauteur plus grande que celle de la fenêtre 11. De plus, des traverses supérieure et inférieure 131, 132 du cadre 13 ont une forme en éventail partant d'un côté et de l'autre respectivement du palier supérieur 4 et du palier inférieur 5. De ce fait, l'écran de protection 21 ne peut pas rentrer entièrement dans la fenêtre 11 et l'écran 21 vient en appui, avec le rebord 22, sur le cadre 13 de la fenêtre 11 lorsque le plateau 2 est dans l'une ou l'autre des deux positions prédéterminées. On obtient, de manière très simple, comme particulièrement visible sur la figure 3, des chicanes 12 que les rayons laser n'arrivent pas à passer. Grâce à cette disposition, la fenêtre 11 est étanche à la lumière le long de ses bords périphériques. Par ailleurs, du fait que la largeur de l'écran 21 est supérieure à celle de la fenêtre 11, l'écran 21 pivote sur moins de 180°, par exemple sur environ 170°. Ainsi, lorsque le plateau 2 est dans la première de ses deux positions prédéterminées, où la partie 2A du plateau 2 est à l'extérieur de la cabine, la partie droite de l'écran de protection 21 est en appui sur la face extérieure du cadre 13 de la fenêtre 11, et la partie gauche est en appui sur la face intérieure du cadre 13. Après pivotement du plateau 2 dans sa seconde position prédéterminée, où la partie 2A est à l'intérieur de la cabine, c'est la partie maintenant gauche de l'écran 21 qui est en appui sur la face extérieure du cadre 13 de la fenêtre 11 alors que la partie maintenant droite de l'écran de protection 21 est en appui sur la face intérieure du cadre 13. En ce qui concerne l'obturation d'ouvertures 6 subsistant au niveau des paliers supérieur 4 et inférieur 5, elle est obtenue moyennant des trappes 7 à ressorts, commandées automatiquement par le pivotement du plateau 2 et de l'écran de protection 21 autour de leur axe commun 3. En effet, comme cela est représenté sur la figure 4 pour l'ensemble des trappes 7, référencées 7A à 7H, et de manière détaillée sur les figures 5 à 7 pour le palier supérieur 4, des trappes 7 sont montées d'une part au-dessus de la fenêtre 11 à droite et à gauche du palier supérieur 4 et d'autre part en dessous de la fenêtre 11 à droite et à gauche du palier inférieur 5 au niveau de chacune des ouvertures 6. Les trappes près du palier supérieur 4 atteignent leur position d'obturation en pivotant vers le bas alors que les trappes près du palier inférieur 5 atteignent leur position d'obturation en pivotant vers le haut. La description ci-après des dispositions des trappes 7 est faite en référence aux figures 5 à 7 montrant le palier supérieur 4 et les trappes 7A à 7D. Mais elle s'applique, de manière analogue, aussi au palier inférieur 5 et aux trappes 7E à 7H. Chaque trappe 7 est solidaire d'un axe 8 monté horizontalement et pivotant sur la paroi fixe 1 et disposé de façon que, lorsque la trappe est en position d'obturation, elle recouvre, et obture ainsi, l'ouverture 6. En raison de l'étagement entre le palier supérieur 4 et l'élément 41 avec lequel l'écran 21 est monté pivotant au palier supérieur 4, la trappe 7 comprend trois parties disposées en Z, à savoir une première partie 71 qui est plane et solidaire de l'axe 8 et qui s'étend, lorsque la trappe est en position d'obturation, parallèlement à la paroi fixe 1, une deuxième partie 72 formant un angle obtus avec la partie 71 en s'éloignant de la paroi fixe 1 et une troisième partie 73 formée par une partie d'extrémité du bord libre de la deuxième partie replié pour venir en appui par son bord vertical sur la face extérieure respectivement du cache cylindrique du palier inférieur 5 ou du cache cylindrique du palier supérieur 4. Comme cela est particulièrement visible sur les figures 5 et 7 pour la trappe 7B, les deuxième et troisième parties 72, 73 forment un étagement de façon que ces deux parties puissent venir en butée contre la surface cylindrique périphérique de l'élément 41 et une surface annulaire périphérique 42 de cet élément, lorsque la trappe 7 est en position d'obturation.
Sur l'axe 8 est monté également un levier 9 qui est solidaire en rotation de cet axe et qui, de ce fait, pivote avec la trappe 7. Le levier 9 s'étend pour l'essentiel parallèlement à la partie 71 de la trappe 7 mais en retrait par rapport à cette partie afin d'être attrapé par le rebord proéminent 22 de l'écran de protection 21 lorsque ce dernier s'approche de l'une des deux positions prédéterminées. Pour cette raison, l'axe 8 est monté sur la paroi fixe 1 moyennant une bride 15 qui assure une distance appropriée entre l'axe et la paroi. Lorsque le plateau 2, et avec lui l'écran de protection 21, atteint la position prédéterminée représentée sur les figures 5 à 7, la partie supérieure du rebord proéminent 22 de l'écran de protection 21 vient en appui sur le levier 9 solidaire en rotation de la trappe 7B, le pousse devant lui et fait pivoter ainsi la trappe 7B dans sa position d'obturation. Lorsque l'écran 21 pivote, avec le plateau 2, dans l'autre position prédéterminée, le rebord 22 s'éloigne de la paroi 1 et libère ainsi le levier 9 qui, sous l'effet d'un ressort de rappel 14, fait pivoter la trappe 7B vers une position rétractée. Lorsque l'écran 21 atteint l'autre position prédéterminée, le rebord 22 vient en appui sur le levier 9 solidaire en rotation de la trappe 7C, le pousse devant lui et fait pivoter ainsi la trappe 7C dans la position d'obturation. On comprend donc, en se référant à nouveau à la figure 5, que, selon la position du plateau 2 et de l'écran de protection 21, la trappe 7C est ouverte lorsque la trappe 7B est fermée et vice versa. Cependant, comme indiqué plus haut, pour empêcher les rayons laser de sortir de la cabine, il faut que toutes les ouvertures 6 subsistantes puissent être obturées en même temps, quelle que soit la position du plateau 2 et de l'écran 21, lorsqu'un soudage a lieu dans la cabine de soudage. La solution consiste, comme cela est visible sur la vue de dessus représentée sur la figure 4, en une disposition diagonalement opposée, par rapport à l'axe de rotation 3 du plateau 2, des trappes 7 qui obturent les ouvertures 6 respectivement dans l'une puis dans l'autre des deux positions prédéterminées du plateau 2 et de l'écran 21. Cette disposition est représentée sur la figure 4 montrant le plateau 2 et les trappes 7A à 7D disposées à proximité du palier supérieur 4 et les trappes 7E à 7H disposées à proximité du palier inférieur 5. Le plateau 2 est représenté dans la même position que celle visible sur les figures 1, 2 et 5 à 7, la partie 2A étant dessinée en traits pleins et la partie 2B en traits interrompus. Les trappes fermées sont dessinées en traits pleins ou en traits interrompus selon la partie du plateau qui les commande en obturation. Ainsi, dans la position représentée sur la figure 4, qui est celle où la partie 2B est en position de soudage alors que la partie 2A est à l'extérieur de la cabine 2, les trappes 7A et 7B, d'une part, et les trappes 7E et 7F d'autre part, sont en position d'obturation alors que les trappes 7C et 7D, d'une part, et les trappes 7G et 7H, d'autre part, sont en position rétractée. Et lorsque le plateau 2 et l'écran 21 sont dans l'autre position prédéterminée, qui est celle où c'est la partie 2A qui est en position de soudage alors que la partie 2B est à l'extérieur de la cabine 2, ce sont les trappes 7C et 7D, d'une part, et les trappes 7G et 7H, d'autre part, qui sont en position d'obturation alors que les trappes 7A et 7B, d'une part, et les trappes 7E et 7F, d'autre part, sont en position rétractée.
De cette disposition résulte d'ailleurs que, lorsque le plateau 2 ne comprend que la partie 2A, le système de l'invention n'a besoin que de deux trappes près du palier supérieur 4, à savoir les trappes 7C et 7D, et que de deux trappes près du palier inférieur 5, à savoir les trappes 7G et 7H.