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"" PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES A SOUDER ELECTRIQUEMENT.- ""
L'invention se rapporte au soudage et à l'application de soudure en des points déterminés des surfaces métalliques, et plus particulièrement à la confection de points de soudure entre une feuille de métal et un fil, ou objet similaire, à fixer au métal. Elle est applicable en particulier pour souder les fils d'amenée des lampes à incandescence aux parties métalliques des culots de lampe, mais elle est également applicable à bien d'autres sortes de soudage.
Dans la fabrication des lampes à incandescence, les fils qui amènent le courant à la lampe doivent être solidement soudés aux contacts métalliques faisant partie du culot de la lampe. Jusqiici, ce soudage a été effectué à
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la main, afin de réduire le plus possible la masse du point de soudure, là où le fil est joint au contact.
Les appareils de soudage automatique ordinairement employés pour souder les bidons d'étain et articles similaires, ne conviennent pas pour souder les fils d'amenée aux culots des lampes à incandescence, car ils appliquent trop de soudure, décolorent le culot avec le fondante et opèrent en général de telle façon et à une température telle, qu'ils déterminent le ter- nissement et la décoloration des parties métalliques du culot,
Une autre difficulté rencontrée dans le soudage des fils aux culots de lampes, à la manière habituelle, est que la soudure est fondue par application d'un fer chaud sur la surface métallique froide à laquelle le fil, ou autre objet, doit être soudé. Un bon joint n'est pas réalisé entre la soudu- re et le métal avant que ce dernier n'atteigne une température définie et assez élevée.
Lorsque le métal est chauffépar conduction au moyen de fer chaud, il est nécessaire, si l'on veut opérer vite, de porter le fer à une température si élevée que l'on risque de surchauffer la soudure et de ternir le métal. Avec un fer très chaud, la soudure est chauffée tellement au-dessus de son point de fusion qu'elle a tendance à déborder la surface du métal, et par suite à se ré- pandre aux endroits où elle n'est pas demandée. les fers à souder sont ordinai- rement chauffés par des flammes de gaz, lesquelles ont pour inconvénient la dif- ficulté de maintenir les fers exactement à la température voulue, en particulier si le fonctionnement de la machine est interrompu momentanément, car les fers en attente s'échauffent beaucoup plus qu'il n'est désirable.
L'un des buts de l'invention est de procurer un dispositif de soudage simple et sûr pour souder un fil, ou autre objet, à une feuille de mé- tal, sans employer de fer, et avec une quantité minimum de soudure appliquée seulement au point de contact des 'deux objets à souder. Un autre but de l'in- vention est de supprimer l'emploi du gaz pour fournir la chaleur nécessaire à l'opération de soudage. Un autre but est de procurer une méthode et des appa- reils pour appliquer automatiquement la quantité minimum de soudure nécessaire à l'opération de soudage, et pour la confiner au point précis où la soudure doit être placée. Encore un autre but est d'améliorer la quantité de soudage, en portant la plaque, ou surface métallique, à la température voulue, sans y appliquer un fer chauffe.
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Selon l'invention, le contact, ou la plaque métallique à laquelle la soudure doit s'appliquer, est chauffée à la température voulue, en y faisant passer un courant électrique d'intensité suffisante pour chauffer le métal ou la plaque, en raison de sa résistance au passage du courant. On obtient ainsi un contrôle très exact de la température du métal. Une fois la plaque chauffée à la température convenable, la soudure, qu'il est commode d'employer sous for- me de fil, est mise en contact avec la plaque chauffée au point précis où le soudage est à effectuer, et la soudure est fondue par da chaleur de la plaque,
En contrôlant le mouvement du fil à soudure. la quantité de soudure fondue à l'extrémité du fil, et appliquée à la plaque, peut être contrôlée très exacte- ment.
Le chauffage de la plaque est strictement localisé au point où le soudage est à effectuer, en employant des électrodes écartées et montées de façon qu' elles s'engagent automatiquement avec le contact ou la plaque métallique, aux points situés de chaque côté de l'endroit où la soudare doit s'appliquer, et par suite le courant, entre les électrodes, ne chauffe que la portion de la plaque ou du contact métallique située entre les électrodes, pendant que le reste de la plaque demeure relativement froid. la soudure sous forme de fil est fournie automatiquement de façon que son extrémité soit mise en contact avec la portion chauffée de la plaque, et par suite une quantité suffisante de sou- dure fond à l'extrémité du fil et effectue un très bon joint avec le métal.
Les électrodes peuvent être appliquées à la plaque métallique en leur comnuni- quant un mouvement de va-et-vient par rapport à la plaque, ou en les montant de façon élastique, et en glissant ensuite automatiquement la plaque au-des- sous d'elles, de manière que les électrodes soient dessus, puis en arrêtant la plaque alors que la portion destinée à recevoir la soudure se trouve entre les électrodes. Cette méthode de soudage est particulièrement utile quand la soudure doit être appliquée sur dessurfaces verticales, telles que le côté d'un culot de lampe à incandescence, car cela supprime la difficulté due au débordement de la soudure hors du fer.
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description qui va suivre et aux dessins annexés dans lesquels on a représente, simplement à titre d'exemple, une terme de réalisation de l'invention.
Fig.1 est une vue latérale, partie en couple, d'une machine à souder pour lampes à incandescence;
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Fig.2 est une coupe longitudinale du mécanisme d'alimentation en fil de soudure, le long de ce fil;
Fig. 3 est une vue en bout du mécanisme représenté Fig.4, mais avec des organes en position différente;
Fig.5 est une vue montrant comment les contacts s'engagent avec le cu- lot de la lampe.
Fig.6 est une vue en plan de la machine représentée Fig.l.
La machine à souder représentée ici comprend une table 10 sur laquelle est un arbre moteur 11, commandant les divers organes de la machine. Au-dessus de la table est un pilier vertical 12 contenant un arbre vertical entraîné pas à pas, par son extrémité inférieure, au moyen d'un engrenage 13 qui, à son tour comme l'indique Fig.6, est entraîné par l'engrenage à effet discontinu 14. A l'extrémité supérieure du pilier 12, et relié à l'arbre y contenu, de façon à être entraîné pas à pas, est un croisillon 15 qui porte, aux extrémités de ses bras, un cercle de culotage 16 muni de plusieurs douilles de culotage 17, re- présentées plus clairement Fig.2 et 4, et qui porte également , au moyen de tiges 18 fixées à ses bras, une bague de guidage 19 munie de moyeux tubulaires
20.
Les lampes sont'maintenues avec leurs culots dans les douilles 17, par des supports élastiques, tels que les tiges à ressort 21 coulissant dans les moyeux
19, chacune d'elles étant munie, vers sont extrémité supérieure, d'un porte- ampoule 22. Les tiges 21 sont poussées vers les douilles 17 par les ressorts à boudin 23 montés dans les moyens 19 comme le montre Fig.l, de manière à faire engager les porte-ampoules avec l'ampoule et de maintenir celle-ci, avec son culot , dans la douille de culotage 17.
Pour sécher le ciment de culotage, et fixer ainsi les culots aux ampou- les de verre des lampes, les douilles 17 sont chauffées, de préférence au moyen de brûleurs 24 en forme de rampes courbes, montées, comma le montre Fig.6, de chaque côté du cercle 16, et munies, sur leurs parois intérieures, de trous qui dirigent les flammes sur les douill-es 17 pendant à peu près le tiers de la cour- se de cesdouilles.
De cette façon, les douilles de culotage sont chauffées au degré nécessaire pour sécher et fixer le ciment,
La lampe à incandescence 25, maintenue dans le support 22, est manie, comme le montrent Fig.2 et 4, du culot usuel, tel que celui décrit dans le
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brevet américain Swan No 774*404 du 1 Avril 1901, et consistant en une carcasse métallique mince 26 munie, à l'une de ses extrémités, d'un bouchon annulaire en. verre 27 qui porte le contact central 28 ayant la forme d'un disque métallique, avec un trou central, L'un des fils d'amenée 29, indiqué par les lignes pointil- lées des Fig.a et 4, traverse le contact central 28 et y est soudé, l'autre fil étant recourbé et placé sous le bord de la carcasse 26, son extrémité étant sou- dée à la carcasse en ce point.
Selon l'invention, une partie de la carcasse 26, et le contact cen- tral 28 ,sont chauffés électriquement à la température voulue, en y faisant pas- ser un courant quand le culot est dans la position de soudage. A cet effet, on emploie, pour le contact @ central 28, un dispositif de chauffage élec- trique comprenant une paire d'électrodes supérieures 30, de préférence en ar- gent ou métal similaire non oxydable, montées sur des doigts en cuivre épais
31, eux mêmes montés sur le ressort 32 et reliés électriquement aux conducteurs de forte section 33, calculés de façon à supporter des courants de gros ampé- rage, mais de faible voltage tel que 2 à 5 volte, les électrodes supérieures sont montées de manière que, lorsque le culot de la lampe est amené au-dessous d'elles par la rotation du croisillon 15,
le contact central 28 du culot glisse en dessous des électrodes 30, qui s'y appuient avec une force suffisante pour établir un bon contact électrique. Par suite, le courant passe d'une électrode à l'autre, et la partie du contact 28 située entre les électrodes 30 est chauf- fée pour permettre d'effectuer la soudure supérieure.
En même temps* la soudu- re latérale, de l'autre fil d'amenée, à la coquille 26 du culot, est effectuée en chauffant la carcasse 26 au point, et seulement au point où l'autre fil d'a- melée doit y être soudé, au moyen d'un dispositif de chauffage électrique sem- blable, comprenant une paire d'électrodes latérales en argent 34, peu écartées l'une de l'autre et montées sur des doigts en cuivre 35, eux-mêmes montés aux extrémités des ressorts plats 36 et reliés aux conducteurs 37. Les électrodes latérales sont de préférence mobiles, de façon à être mises en contact et hors de contact avec la carcasse du culot.
Il est préférable de communiquer aux électrodes latérales le mouvement nécessaire, en montant ces électrodes sur un arbre oscillant 38, mû automatiquement au moment voulu, à l'aide de biellettes actionnées par une came 39 située sur l'arbre de renvoi 40 actionné au moyen
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d'une chaîne 41 par l'arbre principal 11. Quand les électrodes latérales sont mises en contact avec la carcasse 26 du culot, comme le montre Fig.5, le cou- rant passe d'une électrode à l'autre, en ne traversant que la portion particu- lière de la carcasse située entre les électrodes, ce qui produit un chauffage localisé de la carcasse au seul point où la soudure doit être appliquée pour fixer le fil d'amenée à la carcasse.
Le courant peut être appliqué aux électrodes de différentes maniè- res, mais il est préférable de relier chaque paire d'électrodes au secondaire 4 d'un transformateur,- dont les enroulements primaires 43 sont alimentés de courant alternatif par un circuit qui est ouvert et fermé aux intervalles vou- lus, à l'aide d'un mécanisme interrupteur approprié actionné automatiquement, tel que* par exemple, les contacts annulaires 44 montés sur l'arbre principal 11 et coopérant avec des balais 43 pour fermer et ouvrir le circuit à travers les enroulements primaires 43. Le circuit est commandé à la main par un inter- rupteur 46.
Pour appliquer la soudure aux points chauffés du contact central et de la carcasse du culot, on emploie un mécanisme d'alimentation de soudure automatique qui, dans la machine représentée ici, est actionnépar une came 47 située sur l'arbre de renvoi 40, au moyen de biellettes et leviers 48. la par- tie du mécanisme qui fournit la soudure au contact central est la pareille de celle qui fournit la soudure au côté du culot, aussi ne décrira-t-on en détail que le mécanisme de soudage latéral.
Ce mécanisme particulier est construit de façon à utiliser un fil de soudure tubulaire 49 ayant pour âme un fondant, ou bien un fil muni de po- ches contenant un fondante de telle sorte qu'un mécanisme distinct, pour appli- quer le fondant, ne soit pas, nécessaire. Le fil de soudure 49 est porté par la bobine 50.
Pour amènerai' extrémité de ce fil sur le côté du culot, une tête à mouvement de va-et-vient 52 est montée dans des guides 51 d'up pilier de la ta- ble de la machine, cette tête étant construite de manière à amener l'extrémité du fil en contact avec le culot, lorsque la tête avance, en partant de la posi- tion arrière représentée Fig.4, pour se'rendre à la position de soudage repré- sentée Fig.2 .L'extrémité du fil de soudure est fondue par contact avec le cu- lot chaud, et ensuite la tête revient à la position arrière représentée Fig.4, et complète le cyclâ de son mouvement.
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Pour maintenir le fil de soudure, avec son extrémité saillante, de façon à venir en contact avec le culot chaude la tête 52 est pourvue de moyeux ou de colliers 53, de manière à maintenir un tube d'alimentation 54, muni d'un bout de guidage tubulaire 56, dont le diamètre intérieur est un peu plus grand que le diamètre du fil de soudure, pour diriger l'extrémité saillante de ce fil exactement vers le point d'application de la soudure. Le fil de soudure est li- bre d'avancer dans le tube d'alimentation, vers l'extrémité du bout de guidage, mais il ne peut reculer, à cause d'un cliquet d'arrêt 56 monté sur le tube d'a- limentation, près du bout de guidage, pour saisir le fil et en empêcher le re- cul.
Le mécanisme est arrangé de manière que, pendant le retrait de la tête 52, le fil de soudure est avancé automatiquement le long de l'âme du tube d'alimen- tation, et suffisamment pour remplacer l'extrémité saillante qui a été fondue et appliquée sur le culot pendant que la tête était en position de soudage.
Il est préférable d'arranger le mécanisme de façon que. l'alimenta- tion en fil de soudure soit assurée, et se produise plut8t pendant le retrait de la tête, de telle sorte que, au moment où celle-ci atteint sa position ar- rière, la longueur de fil de soudure voulue sorte du bout de guidage 55, et que le fil de soudure soit bloqué par le cliquet 56 et prêt pour l'avance de la te- te. Dans la forme particulière de mécanisme représentée ici, les organes sont arrangés de façon que, à la fin de la période où la tête se retire du culot qui vient d'être soudé, le fil de soudure est sûrement avancé jusqu'à ce que la lon- guer à employer pour le prochain culot sorte de l'extrémité du tube de guidage.
Pour faire avancer la longueur de fil de soudure voulue à travers le tube d'ali. mentation, on a monté sur ce tube un mapchon coulissant 57, qui porte des cli- quets de serrage 58 s'étendant à travers des rainures du tube d'alimentation.
Ces cliquets serrent le fil et le font avancer dans le tube d'alimentation avec le manchon 57 lorsque ce dernier avance le long du tube, mais il libère le fil et glisse dessus lorsque le manchon 57 recule sous l'action du ressort 59. Pour déterminer ce mouvement d'avance du manchon 57, qui assure l'avance du fil de soudure serré par les cliquets 58, on a recours au mécanisme de commande de man- chon représenté sur le dessin, dans lequel des colliers 60 sont vissés sur le manchon le long duquel ils sont réglables, et ils ooopèrent avec un taquet 61 monté à coulisse dans l'un des moyeux 53 et guidé par une tige 62 située sur la
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tête et poussée par un ressort 63 vers la droite de Fig.2. Pour amener le fil de soudure avec sûreté et précision le long du tube d'alimentation,
nn emploie une butée réglable 64 montée sur le bâti, de façon à être rencontrée par le ta- quet 61 vers la fin de la retraite de la tête. Quand cela a lieu, le taquet 61 et le manchon 57 sont maintenus fixes pendant que la tête continue sa retraite, dedtelle sorte que l'avance du manchon 57 le long du tube d'alimentation 53,est assurée, dans la position représentée Fig.4.
Le fil de soudure est maintenu fi- xe dans le manchon 57 pendant que le tube d'alimentation glisse en arrière le long du fil, lorsque la tête se porte à sa position arrière, et la longueur exacte de fil de soudure sort de l'extrémité du tube d'alimentation, Le mécanis- me est maintenu prêt pour l'avance de la tête en vue de souder le culot suivant et, pendant ce mouvement, le fil de soudure est bloqué pur le tube d'alimenta- tion par le cliquet 56. Pendant l'avance de la tête, au début de laquelle est remplacée l'extrémité du fil qui a été fondue à la fin du mouvement d'avance, le manchon recule à son extrême limite, jusqu'à ce qu'il soit arrêté par un épaulement de ce tube.
Ce glissement du manchon,le long du tube d'alimentation, fait reculer les cliquets de serrage le long du fil de soudure, à une distanc-e égale à la longueur du fil qui sera avancé. .La longueur du fil de soudure ainsi mesurée est contrôlée par le réglage des colliers 60 pour déterminer la course du manchon 57 le long du tube d'alimentation 53. La manchon glissant 57 se trou- ve alors contre l'épaulement du tube d'alimentation, et quand il avance, les cliquets de serrage saisissent le fil de soudure et le contraignent à se mou- voir dans le tube avec le manchon 57.
Afin que ce recul du manchon 57 n'ait lieu que si un culot est en place pour la soudure, on donne au ressort 63 une forme plus grande qu'au ressort 59, de façon que le manchon ne puisse reculer le long du tube d'alimentation, et mesure l'avance du fil de soudure, sauf pen- dant que le ressort 63-est déprimé au point de ne pouvoir empêcher le ressort 59 de faire reculer le manchon 57 le long du tube d'alimentation.
Pour déprimer le ressort 63 chaque fois qu'un culot est en position de soudage, et permettre ainsi au mécanisme d'avancer suffisamment de fil de soudure pour remplacer 1' extrémité qui sera fondue pour souder ce culot, et préparer la soudure du cu- lot suivant, une détente 65 est montée à coulisse sur la tête 52, de façon que son extrémité soit en position de rencontrer un culot situé dans la douille de
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culotage 17, lorsque la tête avance vers ce culot.
Quand la détente rencontre le culot, elle est maintenue fixe, et l'avance nontinue de la tête fait qu'elle est repoussée contre le ressort 63 pendant les phases finales de l'avance de la tête, ce qui fait sortir le taquet 61 du chemin des colliers 60, et permet au manchon 57 de reculer le long du tube d'alimentation 53, sous la poussée du res- sort 59, et d'assurer l'avance du fil de soudure, Tant qu'il n'y a pas de culot dans la douille, le ressort 63, au moyen du taquet 61, maintient le manchon 57 immobile sur le tube d'alimentation pendant tous les mouvements d'avance et de recul de la tête, qui va et vient avec l'extrémité du fil de soudure sortant du bout de guidage, et le fil de soudure est immobile dans le tube jusqu'à ce qu' un culot se présente dans une douille de culotage;
après quoi, le mécanisme agit comme expliqué précédemment.
Vers la fin du mouvement de recul de la tête 52, alors qu'elle s'ap proche de la position représentée Fig.4, le taquet 61 rencontre la butée 63 et pousse le manchon le long du tube d'alimentation dans la position de Fig.4, ce qui fait sortir du tube d'alimentation l'extrémité du fil sur une distance dé- pendant du réglage du mécanisme d'alimentation. Le cliquet d'arrêt 56, situé sur le tube d'alimentation, saisit le fil lorsqu'il est sorti du tube, et il le porte en avant, avec le tube, quand la tête 52 effectue son mouvement d'avance, de façon que tout ce qui sort de fil de soudure, de l'extrémité du bout de gui- dage 55, par suite du mouvement d'avance du manchon 57 sur le tube d'alimenta- tion, est maintenu en cette position et appliqué sur le culot.
Le mécanisme est réglé de telle manière que, une fois le contact central et la carcasse du culot engagés avec les électrodes supérieures et lat- -raies, assez longtemps pour être chauffés à la température voulue, le mécanis- me d'alimentation en fil de soudure est actionné pour débiter les deux fils de soudure et amener leurs extrémités en contact avec les parties chaudes du culot, et par suite la soudure fond et soude au culot les deux fils d'amenée,
Lorsque le dispositif d'alimentation en soudure de chacune des tê- tes 52 amène l'extrémité du fil de soudure au culot, l'extrémité de la détente 65 rencontre le culot et exerce une pression.
Cette pression du dispositif de soudage latéral ne peut déplacer le culot obliquement, car il est maintenu par la douille de culotage, et la pression du dispositif de soudage du contact central est réprimée par le ressort 23, qui est d'une force suffisante pour
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maintenir la lampe et son culot dans la douille, pendant le soudage.
Pour couper les portions des fils d'amenée qui dépassent du contact central et du contact latéral, on peut employet un dispositif de coupure auto- matique 66, qui consiste essentiellement en des pinces coupantes montées de fa- çon à couper le fil supérieur à ras du contact central, à recourber l'extrémité de l'autre fil verticalement et autour du bord de la carcasse du culot, et à le couper ensuite. Ces pièces coupantes peuvent être actionnées automatiquement par l'arbre principal 11, de différentes manières, par exemple au moyen d'un moteur pneumatique 67 commandé par l'arbre. la lampe, munie du culot auquel les fils d'amenée ont été soudés, est une lampe complète, et elle peut, avec avantage, être flashée ou vieillie pendant qu'elle est encore dans la maohine de culotage.
A cet effet, on peut employer des balais de flashage 68 montés sur un bloc isolant 69, aux positions succédant immédiatement à la position de soudage à laquelle s'engage le centre de la lampe. Ces balais de flashage forment l'une des extrémités d'un circuit dont l'autre extrémité est reliée au bâti de la machine, par exemple au moyen d'un balai 70, et comme les culots sont en contact métallique avec les douil- les de culotage, le courant peut passer du contact central au filament et à la carcasse du culot, et traverser le bâti de la machine pour retourner à la source. Des résistances appropriées 71, reliées en série avec les balais de flashage 68, permettent d'appliquer des courants de diverses intensités, aux différentes positions, de manière à pouvoir effectuer toute la gamme de vieil- lissement ou de flashage désirée.
Bien qu'on ait représenta l'invention cornue appliquée à une machine automatique pour souder les fils d'amenée aux culots des lampes à incandescence et appareils similaires, elle est d'une application générale et peut être em- ployée avec avantage pour n'importe quelle sorte de soudage, où une quantité déterminée et relativement faible de soudure doit être appliquée très exacte- ment à une place définie d'une plaque ou d'on objet métallique. le mécanisme d'alimentation en soudure peut être employé avec avantage sur une machine dans laquelle l'objet à souder est chauffé par d'autres moyens que par le mécanis- me représenté ici. et le dispositif destiné à chauffer électriquement une sur- face locale de l'objet à souder, est d'une utilité et d'une application géné-
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