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Une machine automatique à souder par l'arc électrique
Il existe déjà plusieurs types de ces sortes de machines en fonc- tionnement. Dans celles-ci on emploie, pour assurer la progression ré- gulière du fil ou électrode fusible, un système composé d'un moteur é- lectrique actionnant un train d'engrenages démultiplicateur. Ceux-ci font mouvoir finalement une paire ou davantage de galets entre les- quels passe l'électrode.
Les dispositifs assurant automatiquement la fixité aussi grande que possible de la longueur de l'arc en vue de compenser la fusion con- tinuelle du fil sont variés. ils consistent par exemple dans des régla- ges électriques de la vitesse du moteur comportant ou non un système de relais et électros ouvrant ou fermant des circuits, relais influen- cés généralement par les variations du voltage de l'arc. Il existe d'au- tres dispositifs dans lesquels intervient un mécanisme d'embrayages ou frictions, etc.. - Dans ces divers types de machines, on s'attache no- tamment à diminuer les effets toujours nuisibles de l'inertie des dif- férentes pièces en mouvement, laquelle s'oppose à ce que le mécanisme assurant la progression de l'électrode n'obéisse immédiatement aux " ordres " transmis par le ou les relais.
La présente demande de brevet concerne,une machine à souder dans laquelle on s'est proposé.de réaliser un ensemble robuste, d'encombre-
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ment réduit, tout an s'efforçant d'éviter les inconvénients dus à l'i- nertie.
Le mécanisme d'avancement du fil fusible se compose d'un moteur à air comprimé de préférence du type à cylindres oscillants,simple ef- fet,disposés en étoile. Un tel moteur, étant donné la faible puissance nécessaire, est d'encombrement extrêmement réduit et ne possède pour ainsi dire pas de force vive accumulée. Les organes dont il se compose sont de très faible masse et animés de mouvements uniquement alterna- tifs d'ampleur très limitée, un tel moteur répond immédiatement aux va- riations d'allure exigées. Ce moteur actionne par l'intermédiaire d'en- grenages les galets d'entraînement de l'électrode suivant une disposi- tion connue rappelée plus haut.
Le-mécanisme réglant la marche du dit moteur, en fonction de la longueur de l'arc, consiste tout d'abord en un relais compound influ- encé à la fois par les variations d'intensité et de voltage de l'arc.
Cette disposition permet d'obtenir un fonctionnement convenable de la-machine à souder en employant comme source de courant un type de génératrice courant.
Ce relais unique actionne un électro lequel agit sur l'admission d'air au moteur comme il va être expliqué plus loin.
Le fonctionnement du dispositif de réglage automatique est le suivant : Supposons la machine à souder en marche et l'arc devenu trop court'(intensité maximum et voltage minimum); à ce moment, le relais convenablement établi et réglé ferme le circuit d'excitation de l'é- lectro lequel agit alors au moyen d'une commande appropriée sur un vo- ,let ou tiroir (ou tout autre dispositif équivalent). Cette manoeuvre provoque l'ouverture d'une conduite d'air établie de telle sorte que ' le moteur se met à tourner en arrière écartant l'électrode de la pièce à souder. Dès que cet écart atteint une certaine amplitude, les condi- tions électriques de l'arc changent, le relais revient à sa première position de même naturellement que'l'armature de l'électro.
Il en ré- sulte un changement de position du tiroir d'où arrêt et départ immé- diat du moteur dans l'autre sens et progression nouvelle de l'électrode.
.Etant'donné l'absence d'inertie du moteur adopté, ces mouvements s'exé- cutent très rapidement et sans retard appréciable.
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Il est inutile de s'étendre sur la construction du tiroir ou vo- let assurant l'inversion de marche du moteur ; cet organe s'inspirant de ceux depuis longtemps connus. Dans le cas présent, ses dimensions très réduites permettent une construction légère et précise. De même la construction du moteur ne présente aucune difficulté particulière : les deux orifices de chacun des cylindres et les canalisations y a- boutissant servant alternativement à l'admission et à l'échappement de l'air suivant que le moteur tourne dans un sens ou dans l'autre.
Dans le cas d'un moteur à trois cylindres oscillants simple effet, par exemple, il y a 3 conduites d'admission et 3 d'échappement; et il y a inversion dans la fonction de ces deux groupes à chaque changement du sens de marche du moteur, le tiroir ayant pour but, comme il vient d'être dit, d'assurer cette permutation.
L'ensemble constituant la machine à souder proprement dit se com- pose donc du moteur pneumatique, avec les engrenages et les galets d'en- traînement, de l'électro et du dispositif distributeur d'air, le tout monté sur un cadre, bâti ou chariot fixes ou mobiles suivant le genre de travaux envisagés. Quant au relais, il peut être solidaire de cet ensemble ou encore disposé sur un tableau placé à proximité avec divers appareils de mesure ou autres reconnus nécessaires. Enfin, une conduite d'air souple, des câbles conducteurs électriques et circuits de comman- de automatique complètent l'appareillage.
L'air comprimé nécessaire au fonctionnement de la machine peut provenir d'un petit groupe compresseur séparé. Dans les établissements industriels importants, on peut plus simplement faire usage de l'air. comprimé existant déjà pour le service des 'machines-outils.
Il sera maintenant question d'une variante de cette même machine à souder laquelle comporte un mécanisme plus simple que celui qui,vient d'être décrit. ,
Cette variante consiste en ce que le moteur ne change jamais' de sens de rotation ; il assure l'avancement du fil à une vitesse un peu plus grande que celle normalement nécessaire pour compenser la fusion. continuelle de l'électrode, l'alimentation en air comprimé s'effectuant alors au moyen de deux conduites. L'une de ces conduites est toujours ouverte, tandis que l'autre peut être ouverte ou fermée par un volet
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actionné par électro et relais comme indique plus haut.
'Avec les deux conduites, la quantité d'air admise est telle que le moteur excède la vitesse normale, comme il vient d'être expliqué ; tan. dis qu'avec une seule conduite ouverte, la vitesse tombe en deça de celle normalement nécessaire pour compenser la fusion du fil. - Ceci exposé, le fonctionnement du mécanisme régulateur est le suivant :
L'arc étant supposé trop court, le relais compound (avec bobinages ten- sion-intensité) réglé en conséquence, provoque, par l'intermédiaire de l'électro et du volet, la fermeture de la seconde conduite, d'où ralen- tissement du moteur et allongement de l'arc jusqu'à ce que les condi- tions électriques venant à changer, la manoeuvre inverse se produit.
Le réglage automatique de la progression de l'électrode fusible résulte donc d'ouvertures et de fermetures successives d'une des deux conduites d'admission d'air, le moteur utilisé répondant très rapidement aux va- riations d'allures exigées.
L'emploi de 1:'air comprimé comme fluide moteur dans une machine à souder automatique rend celle-ci particulièrement robuste. Le réglage est également plus facile; on peut, en effet, agir avec précision sur le débit d'air de l'une ou l'autre conduite; de même est-il possible de faire varier la pression de l'air utilisé, ceci par des moyens depuis longtemps connus.
On peut, au lieu des deux conduites mentionnées, n'avoir qu'une seule conduite; dans ce cas, le volet ou tiroir dans une première posi- tion donne passage à une quantité d'air'limitée correspondant à une vi- tesse du moteur comparable à celle qu'il aurait avec une seule conduite d'admission comme expliqué plus-haut; et la seconde position'du volet (avec passage d'air accru) correspond alors à l'admission assurée par deux conduites. Cette disposition simplifie quelque peu la construction mais rend le réglage un peu moins facile.
Les machines à souder qui viennent d'être décrites, comportent donc chacune, comme organes essentiels, un moteur à air comprimé du type à cylindres oscillants en étoile, et comme dispositif électrique de commande de la régulation automatique un relais combiné ou compound soumis aux influences des changements d'intensité et de tension; mais on peut, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser un moteur à air
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comprimé d'un autre type, pourvu qu'il n'alt pas d'inertle; de même peut-on, pour assurer l'automaticité des mouvements du volet ou tiroir, se servir d'un dispositif électrique établi sur des données différentes.
A défaut d'amorçage de l'arc obtenu automatiquement avec cette ma- chine à souder, on utilise plus simplement la disposition suivante qui consiste à monter tout l'ensemble mécanique sur un châssis, cadre ou chariot par l'intermédiaire de ressorts ou tampons de caoutchouc, de telle sorte que l'on puisse imprimer un léger déplacement vertical à l'appareil. La manoeuvre est la suivante : L'électrode ayant été des- cendue, en mettant en route le moteur, jusqu'au voisinage de la pièce en oeuvre, il suffit d'appuyer sur une poignée solidaire de l'appareil pour le déplacer légèrement de haut en bas et mettre ainsi l'extrémité du fil fusible en contact avec la pièce. L'arc jaillit alors et le tra- vail commence et se continue normalement comme expliqué plus haut.