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La présente invention concerne le dépôt de matières sous vide par va- porisation, et en particulier le support et le raccordement électrique des élé- ments vaporisateurs ainsi qu'un procédé pour les utiliser.
On utilise l'élément vaporisateur à l'effet de porter la matière à déposer à une température élevée, c'est-à-dire à une température supérieure à sa température de vaporisation ou de sublimation à la pression faible ¯ou¯au'vide utilisé pendant le dépôt. Des éléments de ce genre peuvent être chauffés en étant tra- versés par un courant électrique, la résistance électrique amenant ainsi un dé- gagement de chaleur dans l'élément.
Il est connu de fabriquer ces éléments en substances telles que du carbone et du tungstène, si possible avec des revêtements protecteurs en matiè- res résistant à l'action dissolvante ou chimique de la matière à déposer. Lorsque la matière à déposer est de l'aluminium, par exemple, du carbure d'aluminium se forme à l'interface de contact du métal en fusion avec le carbone, et cette cor- rosion réduit la section du carbone. Lorsqu'on utilise du tungstène, une corro- sion analogue se produit par dissolution. Dans ces cas de corrosion, il est sou- vent nécessaire de régler le voltage appliqué à l'élément, afin d'obtenir un courant qui donne un effet de chauffage approprié au maintien de la matière à déposer à la température requise pour l'évaporation.
Lorsqu'on travaille à l'é- chelle industrielle, on utilise plusieurs éléments de chauffage et vaporisateurs, et des variations individuelles des éléments rendent ainsi difficile d'amener chaque élément à un état optimum pour son fonctionnement.
Lorsqu'on utilise des revêtements en matières moins solubles ou moins réactives, la dégradation des éléments est retardée de sorte que plusieurs heures de service continu des éléments pour le dépôt sous vide sont possibles. Ces élé- ments sont plus fragiles que des éléments en carbone ou en tungstène simple, et il faut prendre beaucoup de précautions pour les monter et les raccorder de fa- çon qu'ils soient traversés par un courant électrique.
Ces précautions à prendre penlant le montage sont encore plus strictes avec des carbures réfractaires de beaucoup d'éléments ainsi qu'avec des éléments de chauffage non carbonés de borures réfractaires, nitrures ou siliciures. Cette particularité est vraie pour des composants des éléments métalliques de transi- tion des groupes IV, V et VI du système périodique, qui sont habituellement con- nus sous le nom de "métaux durs".
Ces éléments sont fragiles à la température ambiante et aux tempé- ratures de 1400 à 1500 C que l'on utilise pendant le dépôt sous vide des métaux; on remarquera que ces températures sont encore faibles comparées au point de fusion des composés ; des chocs -thermiques ainsi qu'un chauffage irrégulier peuvent amener une rupture pendant le chauffage initial à la température de tra- vail et pendant la période de travail.
On a découvert que l'on peut obtenir un montage et un raccordement satisfaisant en utilisant des supports qui comprennent des dispositifs de mon- tage qui conservent leur forme et leur élasticité jusqu'à la température de travail et qui présentent une multiplicité de points de contact mécaniques et électriques avec l'élément, ainsi que des dispositifs servant à présenter et à maintenir les dispositifs de montage en place, et l'invention consiste de fa- çon générale en un dispositif de montage électriquement conducteur pour un élé- ment de chauffage rigide, comprenant un bloc de support, un organe élastique conducteur présentant une multiplicité de points de contact mécaniques et élec- triques avec l'élément, et des dispositifs pour produire une pression à partir de l'élément sur l'organe et ensuite sur le bloc,
de façon que pendant une di- latation thermique de l'élément, l'organe maintienne un contact électrique, sans empêcher un déplacement mécanique relatif des parties de l'élément.
D'autres particularités et avantages de la présente invention ressor- tiront de la description suivante de plusieurs formes d'exécution, donnée à titre
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d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'une chambre à vide servant à vaporiser et à déposer des métaux, comportant des raccords d'élément vaporisa- teur suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en plan d'un dispositif suivant la présente invention ; la figure 3 est une coupe verticale en substance suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue correspondant à la figure 2, d'une seconde forme d'exécution; les figures 5 et 6 représentent une troisième forme d'exécution et correspondent respectivement aux figures 2 et 3;
la figure 7 est une vue d'extrémité verticale, semblable à la figure 3, d'une quatrième forme d'exécution, certaines parties étant arrachées; la figure 8 est une vue en plan du dispositif de la figure 7, cer- taines parties étant arrachées; la figure 9 est une vue en élévation d'extrémité d'une cinquième for- me d'exécution; la figure 10 est une vue en élévation de côté du dispositif de la figure 9 ; la figure 11 est une vue en élévation de côté d'une sixième forme d'exécution; la figure 12 est une vue en élévation d'extrémité du dispositif de la figure 11 ; les figures 13 à 16 représentent des formes de tampons conducteurs destinés aux dispositifs des figures 5 à 11.
La figure 1 représente une forme classique de chambre à vide servant à vaporiser et à déposer un métal sur un substrat. La chambre 1 comporte un rac- cord de conduite 2 aboutissant à une installation de pompe à vide. Le substrat représenté est une bande 3 déroulée à partir d'un rouleau d'alimentation 4, pas- sant dans la chambre au-dessus des éléments vaporisateurs, et enroulée à nouveau sur un rouleau de bobinage entraîné 5. Des paires de barres omnibus en cuivre 10 et 11 s'étendent horizontalement le long de la chambre, les barres de chaque paire étant à des potentiels opposés pendant le fonctionnement de l'appareil.
Des blocs de montage 12 destinés à des éléments vaporisateurs sont prévus et viennent en contact avec les barres omnibus 10 et 11 qui les supportent, ces blocs étant disposés par paires, un bloc de chaque paire reposant sur une barre omnibus et l'autre bloc reposant sur l'autre barre. Ces barres omnibus ont une section importante pour permettre le passage de courants élevés sans perte exces- sive par résistance électrique et, comme le montrent les dessins, elles présen- tent des parties supérieures planes de sorte que les dispositifs de montage des éléments peuvent être posés par gravité sur ces barres et déplacés le long de celles-ci s'il le faut, pour produire des vapeurs en concentrations locales telles qu'une couche de revêtement uniforme ou d'épaisseur variant de façon prédétermi- née puisse être déposée sur le substrat.
Les blocs 12 sont représentés par pai- res, chaque bloc-d'une paire étant en contact avec une barre omnibus respective 10 ou 11, la paire assurant le montage d'un élément vaporisateur comme décrit ci-après. Des rouleaux d'alimentation 6 de la matière à vaporiser et à déposer, tels que de l'aluminium sous forme de fil, amènent la matière 7 aux éléments vaporisateurs.
On n'a.représenté que le montage d'une extrémité d'un élément vapo-
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risateur dans plusieurs figures des dessins, mais il est clair que l'on peut uti- liser un dispositif analogue à l'autre extrémité.
Un bloc formant une borne d'extrémité en cuivre 12 est ainsi repré- senté sur les figures 2 et 3 en contact par sa surface inférieure avec la barre omnibus 10 afin de monter une extrémité de l'élément vaporisateur 14, qui dans ce cas présente une section rectangulaire. Une partie du bas du bloc 12 est évidée de façon à procurer une surface 15 espacée de la partie supérieure de l'autre barre omnibus 11. Une partie de la surface supérieure du bloc 12 est également évidée de façon à procurer un évidement qui comporte une paroi d'extrémité 16 essentiellement parallèle au sens de l'élément 14, et une seconde paroi d'extré- mité 17 oblique par rapport à ce sens, la paroi arrière 18 de cet évidement com- portant une ouverture 19 qui est traversée par un boulon de serrage 20.
Le plan- cher 21 de l'évidement supporte une pièce de coincement ou coin 22 qui prend appui contre la surface 17 de l'évidement et qui présente à son côté opposé une surface 23 représentée parallèle à la surface 16, le boulon 20 traversant le coin 22.
Deux pièces profilées en cuivre 24 et 25 reposent sur le plancher de 1'évidement et présentent des rainures profilées dirigées vers l'élément 14. Deux ressorts hélicoïdaux 26 et 27, par exemple en fil de tungstène, sont supportés dans les rainures profilées et prennent appui contre les côtés de l'élément 14.
On peut assembler les parties de l'extérieur de la chambre à vide.
On place les pièces 22, 24 et 25 pendant que le boulon 20 est serré et que le coin 22 est convenablement espacé de la paroi 18. On insère les ressorts 26 et 27 et on met l'élément 14 en place ; peut utiliser un organe d'espacement tem- poraire, représenté en traits pointillés en 30, pour supporter l'élément 14 au- dessus du plancher 21. On remarquera que l'élément 14 est également espacé de la paroi d'extrémité 18. On serre alors le boulon 20 jusqu'à ce que l'action de coincement de la pièce 22 presse la pièce profilée 24 et son ressort 26 étroite- ment contre l'élément 14, et que cet élément 14 soit à son tour étroitement pres- sé contre le ressort 27, la réaction de ce dernier ressort étant absorbée par l'entrée en contact de la pièce profilée 25 avec la paroi 16.
On peut maintenant enlever l'organe d'espacement temporaire 30, l'élément 14 étant supporté et mon- té sur le bloc 12 tout en pouvant se déplacer relativement. On peut utiliser un montage analogue à l'autre extrémité de l'élément 14.
Lorsque le dispositif doit être mis en service, avec la chambre à vide ouverte, on le place avec le bloc 12 sur une barre omnibus, et le bloc cor- respondant à l'autre extrémité sur l'autre barre omnibus. On essaie la possibili- té pour l'élément 14 de se déplacer en un mouvement d'auto-réglage, et on effec- tue un réglage mineur de boulon 20 si ce réglage est souhaitable. On ferme la chambre à vide évacuée, on la scelle de façon étanche et on alimente les barres omnibus en courant électrique. Ce courant s'écoule à partir de la barre omnibus 10, par exemple, vers le bloc 12, passe ensuite dans le coin 22 et les pièces profilées 24 et 25, traverse les ressorts 26 et 27 et aboutit dans l'élément vaporisateur 14.
La pression produite par le coin 22 a amené les spires des res- sorts à fléchir individuellement en contact avec les surfaces de l'élément 14, de sorte que cet élément est supporté en beaucoup de points et d'une façon élas- tique; et l'écoulement du courant se produit également en beaucoup en points de sorte qu'il n'y a pas de point séparé qui soit fortement chauffé et qui provoque une dilatation thermique locale et un bloc thermique dans l'élément. Lorsque l'élément s'échauffe, il peut se dilater dans tous les sens. Une dilatation hori- zontale transversale entre les pièces profilées est permise par les ressorts 26, 27. Une dilatation horizontale longitudinale est permise par un déplacement indi- viduel des spires des ressorts, puisque l'extrémité de l'élément 14 est espacée de la paroi 18.
Une dilatation perpendiculaire est permise par l'espacement de l'élément 14 du plancher 21 et par l'absence de contrainte à sa surface supérieu- re. A l'autre extrémité de l'élément vaporisateur ou élément de chauffage 14, le
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courant s'écoule de la même façon à travers les mêmes pièces et passe du bloc 12 à la barre omnibus 11.
Lorsqu'on arrête le dépôt, afin d'ouvrir la chambre à vide, on coupe le courant électrique et on laisse refroidir les pièces. Une contraction thermi- que se produit et est permise par les ressorts puisque l'élément 14 est supporté par les spires des ressorts, et qu'une irradiation thermique peut avoir lieu à partir de la surface de ses extrémités de sorte que les extrémités ne sont pas maintenues à une température élevée pendant que les parties intermédiaires de l'élément sont tombées à des températures beaucoup plus faibles.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 4, on utilise une tension continue pour maintenir un contact mécanique et électrique. Les diffé- rentes parties sont identiques à celles des figures 2 et 3. De plus, une cavité 19a est prévue autour du boulon 20 pour recevoir un ressort hélicoïdal 29 en ma- tière conservant son élasticité à la température de travail, par exemple en alli- age de cuivre et de béryllium. Ce ressort de compression 29 agit entre le fond de la cavité 19a et l'écrou 28 du boulon, de façon à maintenir une tension sur ce boulon, et tend ainsi à tirer le coin 22 le long de la surface 17 et à mainte- nir des raccordements mécaniques et électriques à l'élément 14.
On a constaté que le dispositif des figures 2 et 3 fonctionne de façon satisfaisante même après un certain nombre de chauffages et de refroidissements successifs; dans des cas ? où l'angle de la surface de coincement 17 est élevé par rapport aux côtés de l'élément vaporisateur, ou lorsque les tampons des figures 13 à 16 remplacent les ressorts 26 et 27 il est avantageux que la tension continue soit fournie par ex- emple par un ressort 29.
Avec le dispositif de la figure 4, on a remarqué, après quatorze opérations, avec des cycles de chauffage entre chaque opération et de refroidissement après chaque opération, une déformation graduelle des ressorts 26 et 27, mais le changement de la résistance de contact est faible, et les ex- trémités de l'élément vaporisateur ne sont que légèrement plus froides et n'ont pas d'effet sur l'opération.
Dans la forme d'exécution représentée sur les figures 5 et 6, les @ varres omnibus 10 et 11 supportent des blocs 30 dont un seulement est représenté.
Ces blocs sont évidés à leurs parties supérieures jusqu'à une surface 31 espacée au-dessus de la barre omnibus opposée. Des oreilles verticales 32 supportent un pivot qui traverse un levier 34 comportant une masse 35 sur son extrémité libre servant à maintenir une pression sur les parties électriquement en contact. En un point intermédiaire de sa longueur, le levier 34 comporte une demi douille 36 présentant une gorge ouverte vers le bas qui reçoit la broche de pression 37.
Un montant 38 fixé au bloc 30 comporte une gorge dans sa partie supérieure pour recevoir une extrémité de la broche 37. L'autre extrémité de la broche repose sur l'élément vaporisateur 14. Un tampon conducteur 39, décrit de façon détaillée ci-après, est prévu en dessous de l'élément, reposant sur le bloc 1.
En pratique, on place l'ensemble de blocs 30 et des parties associées comprenant l'élément 14, sur les barres ombinus 10 et 11, on ferme la chambre, on l'évacue et on alimente les barres omnibus en courant électrique. L'ensemble repose sur les barres omnibus, des zones appropriées étant en contact pour trans= mettre le courant qui traverse les blocs 30. Au départ, l'ensemble est froid.
Lorsqu'on applique le courant, il s'écoule d'une barre omnibus jusqu'à son bloc de contact 30, traverse ensuite le tampon compressible 39 et aboutit à l'extré- mité respective de l'élément 14 qu'il suit pour traverser le tampon 39 de l'autre bloc 30, traverse cet autre bloc et aboutit à l'autre barre omnibus. Le courant rencontre initialement une résistance plus forte dans le tampon 39 que dans l'élé- ment 14, et les tampons s'échauffent ainsi plus rapidement et perdent une partie de leur résistance de support.
La pression produite par les masses 35 amène les broches 37 à solliciter l'élément 14 vers le bas, comprimant les tampons et les aplatissant, ce qui fait tomber leur résistance, et modifie le rapport de résis- tance entre les tampons et l'élément 14, de sorte qu'un effet de chauffage plus
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puissant est appliqué dans l'élément. La compression des tampons assure également un support mécanique précis et extensif pour l'élément sur une grande surface de ce dernier à chaque extrémité.
Dans la forme d'exécution représentée sur les figures 7 et 8, on uti- lise les barres omnibus 10 et 11 comme précédemment. Un bloc conducteur 40 est façonné à sa partie inférieure de façon à reposer sur une barre omnibus et à être espacé de l'autre comme précédemment. Un montant vertical 41 fixé au bloc 40 supporte un pivot 42 sur lequel est monté un levier coudé comportant une masse 43 et un galet 44 montés en dessous du pivot 42 et excentrés par rapport à ce dernier, ce galet étant capable d'exercer une pression longitudinale sur un plon- geur 45 qui est monté sans serrage dans un palier coulissant 46 servant à per- mettre au plongeur de coulisser et d'osciller,
et monté sur le montant 41. L'au- tre extrémité 47 du plongeur 45 est conique et peut se déplacer en dessous d'un galet 48 supporté de façon à pouvoir tourner sur un second montant 49 fixé au bloc 40. Le plongueur 45 est monté dans une fente prévue dans la partie supérieu- re du montant 49 et est guidé par des nervures 50 de façon à se déplacer dans un plan vertical. Une broche de pression 51 est prévue en dessous du plongeur- 45 et repose sur la partie supérieure de l'élément vaporisateur 14. L'élément 14 repose à son tour sur un tampon 52 semblable à celui utilisé avec les figures 5 et 6.
Le fonctionnement électrique de ce dispositif est semblable à celui des figures 5 et 6. Lorsque le courant pénètre dans l'ensemble, la résistance des tampons 52 est initialement élevée, et diminue ensuite à mesure que leur ma- tière s'échauffe et est comprimée par la pression descendante de la broche 51.
La masse 43 sollicite le galet 44 vers la droite sur la figure 7, déplaçant ainsi le plongeur 45 longitudinalement de sorte que son extrémité conique 47 est abais- sée par le galet 48, et qu'une pression est exercée sur la tige de pression 51.
Dans la forme d'exécution représentée sur les figures 9 et 10, les barres omnibus 10 et 11 sont telles que précédemment et chaque bloc d'extrémité en cuivre 60 repose sur une barre omnibus et est espacé comme précédemment de l'autre bloc. Deux montants 61 et 62 sont fixés au bloc 60 et comportent des fentes verticales destinées à recevoir les blocs verticaux et mobiles 63 et 64 qui comportent des gorges à leurs parties inférieures servant à attaquer une tige transversale 65 et à exercer par l'intermédiaire de cette tige une pression sur la broche de pression 66 qui repose sur l'extrémité correspondante de l'élé- ment vaporisateur 14. L'extrémité de l'élément 14 repose à son tour sur un tam- pon 67 comme précédemment.
Une vis 68 ou 69 est fixée dans la partie supérieure de chaque montant 61 et 62 pour exercer une pression sur les blocs coulissants respectifs 63 et 64.
En pratique, on assemble les deux blocs 60 et l'élément de chauffage 14 ainsi que les parties associées et on place ensuite l'ensemble sur les barres omnibus 10 et 11. Les montants 61 et 62 et les blocs 63 et 64 sont de préférence fabriqués en des matières présentant des coefficients de dilatation thermique différents, les blocs 63 et 64 s'allongeant plus que les montants 61 et 62 et exerçant ainsi une pression par l'intermédiaire de la tige 65 sur la broche 66 pendant toute la période de chauffage, afin de comprimer le tampon 67. Ensuite, l'opération est semblable à celle décrite sur les figures 5 à 8.
Dans la forme d'exécution représentée sur les figures 11 et 12, on utilise un seul dispositif pour exercer une pression aux extrémités de l'élément vaporisateur.
Dans ce cas, les barres omnibus 10 et 11 supportent les blocs de cuivre 70 et 71 qui reposent respectivement sur les barres. Les tampons 72 en matière conductrice compressible sont placés sur les blocs 70 et 71 comme précé- demment et l'élément vaporisateur 14 repose sur ces tampons. Des broches de pres- sion 73 reposent sur les extrémités respectives des éléments 14 et sont poussées vers le bas par les doigts 74 fixés dans les extrémités supérieures 75 des tiges
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de tension 76. Une grosse masse 77 est supportée par les extrémités inférieures des tiges 76, cette.Masse pouvant être en matière isolante ou isolée de façon à ne pas provoquer de court-circuit à partir d'une extrémité de l'élément vapori- sateur 14 vers l'autre. Ce dispositif fonctionne de la façon décrite plus haut.
Dans les formes d'exécution comportant des broches de pression supé- rieures telles que 37, 51, 66, 73, on remarquera que ces broches peuvent être pour- vues de petites zones de contact avec l'élément vaporisateur, puisque leurs fonc- tions ne sont que mécaniques; et qu'elles peuvent être électriquement isolées des barres omnibus si on le désire, par exemple en fabriquant les montants ou les douilles de réception sur les figures 5 à 10 en une matière isolante réfrac- taire ou en prévoyant les douilles isolantes 78 sur les figures 11 et 12.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, non représentée sur les dessins, l'élément est maintenu à chaque extrémité dans une paire de mâchoi- res, avec une matière intercalée semblable aux tampons 39, 52 etco Les mâchoires pivotent autour d'un axe vertical et des prolongements situés sur les mâchoires sont attaqués par un ressort hélicoïdal, de sorte que les mâchoires sont solli- citées l'une vers l'autre.
La matière utilisée pour les tampons 39, 52, 67 et 72 peut être telle que représentée sur les figures 13 et 16.
Sur la figure 13, des tôles de matière conductrice résistant à la chaleur, telle que du tungstène, sont pliées en zigzag et trois tôles cannelées de ce genre 80, 81 et 82 sont ensuite superposées successivement perpendiculaire- ment l'une à l'autre entre le bloc de support et l'élément 14. Pendant le chauf- fage initial, les nervures attaquent le bloc et l'élément de chauffage et s'y conforment. A mesure que la matière s'échauffe et que son élasticité augmente légèrement, la forme cannelée fléchit et est comprimée de sorte que l'épaisseur totale du tampon diminue et que la résistance électrique diminue également dans une mesure supérieure à la montée thermique de la résistance dans la matière utilisée.
Dans la forme d'exécution de la figure 14, un certain nombre de spi- res 83 en matière conductrice résistant à la chaleur telle que du fil de tungstè- ne sont prévues en trois couches successivement perpendiculaires l'une à l'autre.
Lors de l'assemblage initial, ces spires sont en contact avec l'élément de chauf- fage 14 en un grand nombre de points, et assurent un contact mécanique et élec- trique ; et, pendant l'augmentation du chauffage, les spires se compriment de sorte que le contact se produit sur des zones plus importantes de l'élément de chauffage et du bloc, et des zones plus importantes que l'ensemble du tampon, ce qui réduit la résistance électrique.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 15, une tôle en matière conductrice résistant à la chaleur est repliéesur elle-même, une dimen- sion horizontale de'chaque pli étant supérieure à celle de l'élément vaporisa- teur 14. Cet ensemble replié 84 est ensuite placé sur le bloc et l'élément vapo- risateur 14 est monté sur l'ensemble.
Pendant le chauffage initial, on se trouve en présence d'un long chemin conducteur fourni par le tampon replié 84, de résis- tance électrique supérieure à celle de l'élément vaporisateur 14; mais à mesure que le tampon 84 s'échauffe et sous l'effet de la pression exercée par les dis- positifs décrits plus haut, le tampon 84 est comprimé de sorte que ses.plis vien- nent en contact les uns avec les autres et diminuent ainsi la résistance électri- que jus qu'à ce qu'elle soit inférieure à celle de l'élément vaporisateur 14.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 16, des fils mé- talliques ou des bandes entrelacées ou feutrées en matière électriquement con- ductrice et résistant à la chaleur, comme des morceaux de fil de tungstène, sont tréssés ou tissés de façon à former des couches de matière 84, 86 et 87 qui sont disposées obliquement les unespar rapport aux autres entre le bloc et l'élément vaporisateur.14- Cette masse tissée ou feutrée présente un grand nombre de points
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de contact lorsque le chauffage commence, par rapport au bloc, à l'élément vapo- risateur 14, et l'un par rapport à l'autre, mais la résistance est relativement élevée.
Pendant le chauffage et sous l'action des pressions continues exercées par les dispositifs décrits plus haut, le tampon est comprimé de sorte que la dis- tance de conduction de chaque filament individuel diminue et le nombre des points de contact augmente, jusqu'à ce que la résistance électrique ait été abaissée en dessous de celle de l'élément vaporisateur 14.
Il est à remarquer que dans les différentes formes d'exécution, on peut utiliser des matières électriquements conductrices qui restent élastiques même aux températures de dépôt sous vide des métaux, de sorte que quoiqu'elles fléchissent sous les effets de la pression, la limite élastique des matières as- sure encore une réponse élastique et un maintien du contact sur des zones impor- tantes de l'élément vaporisateur 14, même avec des changements de température tels que ceux qui peuvent se produire pendant le fonctionnement surveillé de l'équipement de dépôt.
Dans chaque forme d'exécution, l'ensemble assure un gradient de tem- pérature progressif entre l'élément et les blocs de base pendant les phases de chauffage et de refroidissement, plutôt qu'une chute de température élevée et brutale entre une extrémité de l'élément et une masse solide avec laquelle elle est en contact.
Dans la forme d'exécution des figures 2 et 3, la conductivité des spires 26 et 27 peut être supérieure à celle de l'élément vaporisateur lui-même de sorte que les spires ne s'échauffent pas visiblement lorsque l'élément est mis en service. Le transfert de chaleur des spires et des blocs de cuivre est si faible que les spires n'évacuent pas une quantité de chaleur importante de l'élé- ment vaporisateur vers les blocs, et les extrémités de l'élément vaporisateur s'échauffent ainsi rapidement et restent chaudes. Lorsque les spires sont courtes et ne comportent que peu de tours, les extrémités de l'élément vaporisateur s'é- chauffent plus rapidement que les points intermédiaires de sa longueur, mais tout l'élément atteint bientôt une température uniforme que l'on peut déterminer op- tiquement.
Pendant une longue opération, ou après plusieurs opérations séparées par des périodes de refroidissement et de chauffage, la résistance des pires peut être réduite, probablement par suite d'un dépôt d'aluminium provenant de l'atmosphère de vapeur, mais on a constaté que cet effet n'est pas dangereux et n'amène pas de rupture, parce que le gradient de température de l'élément au bloc reste progressif. Avec le dispositif des figures 2 et 3, pendant un refroi- dissement après un dépôt, l'élément 14 joue habituellement entre les ressorts 26 et 27 par suite d'une déformation permanehte mineure de ces ressorts pendant le chauffage et le dépôt précédents. Cela n'est habituellement pas visible lors- qu'on examine les spires, mais a l'avantage pendant le refroidissement d'élimi- ner tout risque de rupture de l'élément pendant sa contraction.
Il est préférable de visser l'écrou du boulon 20 avant que le dispositif soit à nouveau chauffé afin de compenser cet effet mineur. Dans le dispositif de la figure 4, les res- sorts 29 assurent automatiquement une pression suffisante sur les ressorts de façon à atteindre un contact mécanique et électrique approprié.
Dans d'autres formes d'exécution, la résistance de l'élément vapori- sateur 14 peut être initialement faible, comparée à celle des tampons ou des ressorts de contact, l'échauffement de l'élément étant ainsi progressif et les chocs thermiques étant éliminés. En particulier, la transmission de la chaleur des tampons aux extrémités de l'élément vaporisateur permet de chauffer l'élément avec une uniformité accrue, même si l'effet de radiation est plus fort aux extré- mités qu'aux endroits intermédiaires de l'élément. Le chauffage initial des tam- pons de contact ou des ressorts signifie une déperdition d'énergie électrique à cet endroit.
Cependant, comme les ressorts ou tampons sont mis sous tension ou déformés en contact avec l'élément vaporisateur, et que la longueur du chemin d'écoulement du courant à travers les ressorts ou tampons est réduite lorsqu'ils
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fléchissent, leur résistance diminue finalement jusqu'à présenter une valeur tel- le que la majeure partie du courant électrique est utilementutilisée dans les éléments vaporisateur 14. En pratique, il est à remarquer au début que les ressorts ou tampons s'échauffent visiblement dans les gammes rouge et jaune de température, avant que les parties intermédiaires de l'élément vaporisateur 14 perdent leur teinte noire.
A mesure que l'échauffement progresse, les extrémités des éléments de chauffage passent à un état d'irradiation visible, à environ la même vitesse que les parties intermédiaires de l'élément de chauffage. Lorsqu'on a atteint la température de travail désirée, que l'on peut observer à vue ou à l'aide d'un pyromètre, on peut amener du fil d'aluminium 7 (figure 1) à la partie supérieure de l'élément vaporisateur 14 à partir des bobines d'alimentation 6, de façon que l'aluminium fonde et s'étende sur la partie supérieure de cet élément et soit vaporisé sur ce dernier. La chaleur nécessaire pour cette fusion et cette vapo- risation amène la température du centre de l'élément à tomber légèrement et le débit du fil d'aluminium est de préférence réglé de façon que cette chute de tem- pérature soit très faible.
Dans toutes les formes d'exécution, les tampons ou les spires de res- sort assurent l'obtention d'un grand nombre de points ou de lignes de contact avec l'élément, ce qui donne un contact électrique adéquat pour le courant élevé utili-sé et empêche le développement d'une résistance de contact indésirablement élevée en un point quelconque susceptible d'aboutir à un échauffement rapide d'une petite zone de l'élément qui provoquerait une rupture. En même temps, ces points ou ces lignes de contact procurent une surface de contact de chaleur limitée, parce que la surface totale de ces points ou de ces lignes est petite; cela étant, il ne se produit qu'un léger refroidissement des extrémités des éléments, qui s'échauffent ainsi de bout en bout.
Un redressement précis des éléments n'est pas nécessaire parce que les tampons ou spires se conforment aux surfaces des ex- trémités de contact et procurent un contact électrique adéquat même si les sur- faces de l'élément et des blocs de contact ne sont pas parfaitement réelles.
L'obtention d'un redressement précis des pièces lorsqu'on utilise un dispositif de serrage rigide avec des éléments rigides a toujours été un pro- blème sérieux même lorsqu'on meule avec précision les extrémités de l'élément et les surfaces coopérantes du bloc, ce meulage augmentant d'autre part sensible- ment le prix de revient des éléments vaporisateurso
Il est clair que l'invention n'est pas limitée à la description qui précède mais que de nombreux changements et modifications peuvent y être appor- tés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif de montage électriquement conducteur pour un élément de chauffage rigide, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc de support, un or- gane élastique conducteur présentant une multiplicité de points de contact mé- caniques et électriques avec l'élément, et des dispositifs pour produire une pres- sion de l'élément sur cet organe et ensuite sur le bloc, de façon que pendant une dilatation thermique de l'élément, l'organe maintienne un contact électrique sans empêcher un déplacement mécanique relatif des parties de l'élément.
2.- Dispositif de montage électriquements conducteur pour un élément de chauffage rigide, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc de support, un or- gane élastique conducteur sur le bloc et en contact avec l'élément en une multi- plicité de points, et des dispositifs pour produire une pression de l'élément contre l'organe et efficaces pour maintenir la pression pendant que l'élément est chaud.
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