BE400853A - - Google Patents

Description

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  DISPOSITIF DE CONTROLE DE SOUDURE   ELECTRIQUE   
L'invention est relative aux dispositifs de contrôle de soudure électrique automatiques et concerne plus spécialement un dispositif de ce genre, propre à permettre de régler l'écoule- ment du courant de soudage afin de produire des soudures d'un ca-   ractère   uniforme, dans des matières dont les épaisseurs, l'état de surface etc sont différents. 



   Dans la soudure par points de pièces analogues, dans la fabrication en série, il est des plus désirable que la chaleur ap- pliquée à des soudures successives soit autant que possible main- tenue uniforme de façon que la structure du métal dans la soudure soit maintenue uniforme, en assurant de ce fait le même   deré   de sécurité dans toutes les doudures. 



   O'eat un fait   bien,connu   que dans la fabrication en série , il est difficile d'atteindre à ce résultat, car certaines des piè- ces à souder ensemble sont couvertes d'une pellicule d'oxyde ou   autre''substance,   tandis que d'autres sont brillantes et propres; 

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 le métal à souder présente aussi de fréquentes variations d'épais- seur. Dans le cas de pièces malpropres, la résistance des pièces à la soudure est élevée, et le passage du courant est par suite faible, tandis que lorsque les pièces sont propres la   rési@tance   à la soudure est faible et le-passage du courant est relativement fort.

   Dans des dispositifs de contrôle connus, le temps de passa- ge du courant est généralement maintenu constant, avec ce résul- tat que la soudure est exécutée avec une faible valeur de courant, pendant un temps trop court lorsque les surfaces sont malpropres, et que la soudure est exécutée avec un courant trop fort, pendant un temps trop long, lorsque les surfaces sont   propres. A     l'éviden-   ce les caractéristiques de pareilles soudures ne peuvent être uni- formes. 



   D'une manière analogue, si dans une série de soudures les épaisseurs varient, comme par exemple si la première soudure est exécutée entre deux pièces de 1,6   mm   d'épaisseur, la suivante entre une pièce de 1,6 mm et une pièce de 2,4 mm, la suivante en- tre deux pièces de 3,2 mm etc., il est évident qu'avec la même machine à souder, un même temps de passage du courant ne produi- ra pas les meilleurs résultats, car les pièces minces recevront trop de chaleur et les pièces épaisses en recevront trop peu. 



   Dans l'agencement représenté, illustrant l'invention, on prévoit des moyens influencés par ou répondant à la grandeur du courant pour régler automatiquement le temps,de façon qu'il corresponde à la valeur du courant. Ainsi, dans les cas précités, au lieu de maintenir une période constante de passage du courant dans tous les cas, on prévoit un appareil qui maintient les cou- rants plus forts pendant un temps relativement plus court que les courants plus faibles.

   En d'autres termes, le dispositif de l'invention peut être réglé pour une série d'opérations de soudu-   re;   de manière que le temps de passage du courant soit sensible- ment inversément proportionnel à la grandeur du courant,   c'est   à dire les ampères-secondes, ou l'énergie peuvent être maintenus 

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 constants ou sensiblement constants. 



   La nécessité et les avantages de cette invention se remar- quent aisément. Partout où l'énergie d'un circuit doit être main- tenue sensiblement constante pour des applications intermittentes, l'invention est applicable. 



   Dans ces conditions et d'une façon générale, un objet de l'invention est de prévoir un dispositif à temps influencé par ou répondant à l'écoulement du courant dans un circuit, et qui inter- rompt l'écoulement suivant la grandeur du courant. 



   Un autre objet est de prévoir un dispositif à temps, qui rompt un circuit après qu'une quantité déterminée d'énergie à tra- versé ce circuit. 



   Un autre objet de l'invention est de prévoir un disposi- tif destiné à permettre l'écoulement d'un courant dans un circuit pendant une période de temps qui est sensiblement inversément pro- portionnelle à la grandeur du courant, qui peut être convenable- ment réglé pour procurer une   gamme   étendue de rapports de temps et de courant. 



   Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un dispositif à temps ne comportant pas d'organes tournants et qui comprend des appareils essentiellement fixes, susceptible d'être ansément exécuté à peu de frais et assemblé sous une forme compac- te et de bonne présentation. 



   D'autres objets encore de l'invention ressortiront plus clairement du complément d'explications qui suit en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 
Fig. 1 est une représentation schématique d'un circuit réalisant l'invention; 
Fig. 2 est une représentation schématique analogue, en un agencement légèrement différent; Fig. 3 est un diagramme montrant qu'une gamme étendue de   rapports   courant-temps peut être réalisée avec le dispositif; 

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Fige 4 est une représentation schématique partielle, montrant un autre agencement de certaines des, parties des figures 1 et 2. 



   Dans la fige 1, des plaques de métal 10 et 12,représen- tées en coupe partielle, sont disposées entre des électrodes de soudage14 et 16,   prép aratoirement   à leur réunion par soudure. 



  Pour commencer l'opération de soudure, le bouton de contact 18 est abaissé et maintenu abaissé, en fermant ainsi un circuit par- tant du conducteur d'amenée 20, et passant par le conducteur 26, le bouton de contact 18, le conducteur 30, l'enroulement de ferme- ture 28 de l'interrupteur 24, le conducteur 32, les contacts nor- malement   fendes   34, les conducteurs 36 et 38, pour aboutir à   l'au-   tre conducteur d'amenée 22, fermant de ce fait l'interrupteur 
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 j.r.iiicii.a1 24, ilollcl;3.la.ieIlt maintenu ouvert par le ressort 23, et :Ca.LLtll,t t 1 t':u'\u.t,::..tl!\t..i:'l'i....:.l.Îr,) .iii liu t).'{\.uU.\\.l1;,\t,lnr J.iâ111I1 4.2. Pa l'énergie est inductivement communiquée à l'enroulement secondaire 44 et de là aux plaques 10 et 12 par 1'intermédiaire des électro- des   il    et 16. 



   Dans le circuit d'excitation de l'enroulement primaire 40, on branche un autre enroulement primaire 60 d'un transforma- teur 62 monté en série. Lorsque le courant traversant les plaques 10   et.   12 croit, une modification correspondante se produit dans le courant traversant l'enroulement primaire 60, ce qui induit dans l'enroulement secondaire 64; une tension proportionnelle au courant traversant l'enroulement primaire 60. Les extrémités de l'enroulement secondaire 64 sont reliées à un double dispositif redresseur d'ondes 66, de manière à produire une tension de sens unique par redressement de la tension débitée par l'enroulement secondaire 64.

   Entre le point milieu de l'enroulement secondaire 64 et le dispositif redresseur 66 on monte en série une résistance réglable 68 et un condensateur 70 qui complètent le circuit pour le courant de sens unique résultant du redressement de la tension fournie par   l'enroulement   secondaire 64..Des tubes à néon 72 et un relais à faible consommation d'énergie   74,   reliés en série, 

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 sont montés en dérivation sur le condensateur 70. La   caractéristi-   que importante des tubes néon est qu'ils ne laissent passer aucun courant jusqu'au moment ou une tension suffisamment élevée pour traverser le gaz des tubes est appliquée aux électrodes de ces der-      niers.

   Lorsque le courant de soudure croit, la tension débitée par l'enroulement secondaire 64 croit également, est par conséquent celle qui est appliquée au condensateur 70. Lorsqu'après un temps déterminé, qui dépend du réglage de la résistance 68, le voltage appliqué au condensateur 70 atteint une valeur déterminée, le gaz des tubes néon devient conducteur et du courant s'écoule du conden- sateur 70, à travers les tubes néon 72, le relais 74, et en retour au condensateur 70, ou vice-versa, en obligeant le relais 74 à fer- mer les contacts 48.

   Un circuit est ainsi formé, qui part du con-   ducteur   d'amenée 20, traverse le conducteur 26, le bouton 18, le so- lénoïde 46, les contacts 48, le conducteur 38, pour aboutir à l'au- tre conducteur d'amenée 22 provoquant l'excitation du solenoide 46, qui ouvre les contacts 32 et ferme les contacts 50 et 52. 



  L'ouverture des contacts 32 provoque l'ouverture de l'interrupteur principal 24, en interrompant ainsi le courant de soudage. Au même moment, la fermeture de contacts 52 met en court-circuit le conden- sateur 70 en réduisant de ce fait sa tension à zéro et désexcitant le relais 74, qui ouvre les contacts 48. La fermeture des contacts 50 maintient l'excitation du solenoïde 46 qui serait sinon desexci- té par l'ouverture des 'contacts 48. La soudure est actuellement terminée et le bouton de contact 18 peut être libéré. Le réglage dans le temps de la période d'application de courant de soudage peut être modifié de différentes façons. Le réglage du dispositif pour une série donnée de soudures, est réalisé en règlant la résis- tance variable 68.

   En augmentant la résistance 68, on peut obtenir une caractéristique temps-courant telle que représentée par la courbe A de la fig. 3. En réduisant la résistance 68, on peut obte- nir une caractéristique temps-courant telle que celle représentée par la courbe B. Il est évident qu'entre ces deux caractéristiques une infinité de caractéristiques   temps-courant   peuvent être obtenues 

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La caractéristique temps-courant pour tout réglage de résistance donné, peut être modifiée en modifiant le condensateur 
70. Il est bien connu que le retard de temps, ou -trempa de charge- ment, d'un condensateur, dépend de la valeur de capacitance du condensateur.

   Un condensateur de capacitance élévée aura une pério-    de de chargement plus étendue ; uncondensateur de capacitance fai-   ble comportera une période de chargement moins étendue. Le dépha- sage de temps, ou temps de chargement du condensateur est, natu- rellement, plus grand que celui de la résistance. Il est par sui- te possible, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'in- vention, de rendre le condensateur 70 variable ou de l'établir par sections, en sorte qu'en ajoutant ou retranchant des sections la capacitance de l'instrument peut être modifiée et par suite la caractéristique temps-courant du dispositif. 



   Il est possible également de modifier le temps de sou- dage en modifiant le nombre de tubes néon 72 montés en dérivation sur le condensateur 70. Bien que   l'on   ait représenté deux tubes seulement dans les différentes figures, tout autre anombre de tu- bes approprié peut être utilisé. Par exemple, si un tube néon, monté en dérivation sur le condensateur 70 devient conducteur lorsque la tension du condensateur atteint 40 volts, il est évident que si deux tubes néon sont utilisés, le voltage du condensateur doit être de 80 volts, pour trois tubes, 120 volts, et ainsi'de suite. Comme le temps nécessaire au condensateur 70 pour   attein-        dre des voltages plus élevés est plus étendu que pour atteindre des voltages moindres, le temps d'application de courant de soudage sera plus étendu. 



   Une autre méthode encore pour modifier le temps de sou- dage consiste à modifier la valeur de la tension appliquée au con- densateur 70 et à la résistance 68. Plus cette tension est élevée et plus rapidement le condensateur 70 atteindra la tension à la- quelle les tubes néons deviennent conducteurs, l'inverse se pro- duisant pour des tensions appliquées plus faibles. Cette tension appliquée peut être modifiée en disposant des prises dans   l'en-   

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 roulement secondaire 64, et commutant ces prises pour obtenir le temps de soudage désiré, Ou bien encore, l'ensemble de l'enroule- ment secondaire 64 peut être inductivement variable par rapport à l'enroulement primaire 60, comme dans un régulateur à induction. 



   Ainsi, pour un courant donné s'écoulant dans l'enroulement primai- re 60, un voltage plus faible ou plus élevé correspondant peut être fourni par l'enroulement secondaire 64 au condensateur 70 et à la résistance 68 par l'une des diverses méthodes décrites. 



   Il ressort de ce qui précède que l'une ou l'autre, toutes ou une combinaison des méthodes décrites peut être utili- sée pour établir la caractéristique temps-courant désirée. En outre, il est visible qu'après réglage pour l'obtention d'une ca- ractéristique temps-courant désirée, une série d'opérations de soudage peuvent être exécutées sans réglage supplémentaire, car la tension au condensateur 70 varie à tout moment avec le courant qui s'écoule dans le circuit. L'enroulement primaire 60 ne doit pas être monté dans le circuit primaire du transformateur dérivé 
42 pour être efficace, mais peut aussi bien être monté dans le cir- cuit secondaire comme il est représenté à la figure 4. Les autres parties du dispositif non représentées dans cette figure sont mon- tées comme dans la fig. 1. 



   Dans la fig, 2 on a représenté un agencement schémati- que analogue à celui de la   f ig.   1, mais avec des circuits agencés de manière qu'il soit inutile de maintenir abaissé le bouton 18 durant l'opération de soudage. Le bouton 18 est abaissé, et un circuit est formé partant du conducteur d'amenée 20, et passant par le conducteur 26, le bouton 18, le solénoide 46, le conduc- teur 76, les contacts normalement fermés 78, les conducteurs 80, pour aboutir à l'autre conducteur d'amenée 22, en excitant de ce   .$fait   le solenoide 46, qui ouvre les contacts 85 en rompant le court-circuit du condensateur 70, et fermant les contacts 84 et 
86. La fermeture des contacts 84 excite l'enroulement de ferme- ture 28 qui ferme l'interrupteur 24, en fournissant ainsi du cou- 

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 rant aux pièces à souder ensemble.

   La fermeture des contacts 86 établit un circuit autour du bouton 18, vers le solenoide 46, et il est par suite inutile de maintenir le bouton   18'abaisse.   Lors- que, après un temps déterminé, la tension àu condensateur'-70 at-      teint une valeur suffisamment. élevée pour produire un arc à tra- vers les tubes néon 72, le relais 74 ouvre les contacts 78 et le solenoide 46 est désexcité, en ouvrant de ce fait l'interrupteur 240 Des opérations de soudage ultérieures sont exécutées d'une manière analogue. 



   Bien que l'invention ait été décrite en se référant à un appareil particulier et à l'application particulière au soudage, il doit être entendu que de nombreuses modifications et son appli- cation à d'autres buts peuvent être envisagées sans s'écarter de l'esprit et de la portée des revendications. 



   REVENDICATIONS ------------------------------ 
1.- La combinaison avec des électrodes pour souder par points des éléments métalliques, une source de courant d'alimenta- tion, et un circuit pour amener le courant aux dites électrodes, le dit courant variant avec les caractéristiques de consommation de courant des éléments à souder ensemble, de moyens répondant à ou influencés par le dit courant pour produire un effet de tension qui correspond aux caractéristiques de consommation de courant Résumé des éléments à souder ensemble, et des moyens comprenant un air- cuit de relais contrôlé par les moyens mentionnés en dernier lieu, pour maintenir le dit courant à la soudure pendant une période de temps qui dépend des dites caractéristiques de consommation de courant,

   le dit circuit de relais étant désexcité jusqu'au moment ou le dit courant a atteint une valeur déterminée. 

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Claims (1)

1. 2. - La combinaison avec une paire d'électrodes de soudage conditionnées pour présenter un courant électrique à des éléments à souder ensemble, et des moyens pour fournir du courant aux dites électrodes, de moyens pour interrompre le passage du dit courant, qui sont influencés ou répondent d'une manière sensiblement inver- <Desc/Clms Page number 9> se à la valeur du dit courant, les dits moyens comprenant un dispo- sitif à remplissage gazeux normalement non conducteur, monté en sé- rie avec un relais, et conditionné pour devenir conducteur de façon à exciter le dit relais et provoquer la dite interruption du courant lorsqu'une tension de valeur déterminée, correspondant à la valeur du dit courant,est appliquées, ses bornes.

   3. - La combinaison avec une paire d'électrodes de soudage con- ditionnées pour présenter un courant électrique aux éléments à sou- der ensemble, et de moyens pour,.amener du courant électrique afin de produire les soudures, de moyens influencés par ou répondant au dit ,courant pour produire une tension de sens unique;

   sensiblement pro- portionnelle au dit courant,.la valeur du dit courant étant déter- minée par l'état et l'épaisseur des élémentsà souder, un condensa- teur conditionné pour qu'un passage de courant s'y produise, déter- miné par la dite tension de sens unique afin de produire une chute de tension dans le dit condensateur, un tube néon et un relais asso- cié au dit condensateur, le dit tube néon étant conditionné pour de- venir conducteur en vue d'exciter le dit relais pour rompre le cou- rant de soudage lorsque la chute de tension dans le dit condensateur atteint une valeur déterminée.

   4.- Dans un dispositif de réglage de soudure électrique, la combinaison de moyens répondant à ou influencés par le passage de courant alternatif pour produire une tension de sens unique sensi- blement proportionnelle au dit courant alternatif, un circuit condi- tionné pour admettre un courant engendré par cette tension de sens unique, le dit circuit comprenant un élément de capacité et un élé- ment de résistance :propres à permettre que l'élément condensateur devienne dans un délai déterminé le siège d'une tension proportion- nelle 'au dit voltage de sens unique, et des moyens influencés par ou répondant à une valeur déterminée de la tension du dit conden- sateur pour interrompre le passage du dit courant alternatif.

   5.- Un dispositif électrique de réglage, tel que revendiqué à la revendication 4, caractérisé en ce que les derniers moyens mentionnés comprennent un dispositif à remplissage gazeux formant <Desc/Clms Page number 10> valve, associé au dit condensateur, et conditionné pour bypasser ou dériver du. courant autour du dit condensateur lorsque l'accrois sèment de tension dans le dit condensateur atteint une valeur dé- terminée et de ce fait actionne un circuit auxiliaire'pour inter- rompre le dit courant de soudage alternatif.

   6.- Dans un dispositif-dû genre décrit, la combinaison avec une source de courant alternatif et de moyens pour souder par points des métaux à l'aide du courant de cette source, de moyens influencés par ou répondant au passage du dit courant pour produi- re une tension alternative proportionnelle au dit courant, des moyens pour redresser cette tension alternative afin de produire une tension de sens unique-, un circuit conditionné pour admettre un courant engendré par ce voltage de sens unique, le dit circuit comprenant un condensateur et une résistance conditionnée de fa- çon à permettre qu'une tension s'établisse au dit condensateur qui soit proportionnelle au courant mentionné en premier lieu, un dispositif ou système de by-pass, en forme de valve, associé au dit condensateur,

   et conditionné pour by-passer ou dériver du courant autour du dit condensateur lorsque la tension au dit con- densateur atteint une valeur déterminée et de ce fait provoquer l'interruption du courant de soudage, 70- La combinaison avec des électrodes pour souder ensem- ble des métaux et d'un circuit pour y amener du courant alterna- tif, de moyens répondant à ou influencés par le dit courant alter- natif afin de produire une tension de sens unique qui lui est sen- siblement proportionnelle, et des moyens normalement désexcités, répondant à ou influencés par unaleur déterminée de la dite tension de sens unique pour interrompre le dit courant alternatif avec un délai de temps plus étendu pour des valeurs faibles de courant que pour des valeurs de courant élevées.

   80- La combinaison avec des électrodes de soudage condition- nées pour souder par points des éléments métalliques, et un cir- cuit pour fournir du courant de soudage alternatif aux dites élec- trodes, de moyens pour produire une tension alternative sensible- <Desc/Clms Page number 11> ment proportionnelle au dit courant alternatif,de moyens pour re- dresser la dite tension alternative afin de produire une tension de sens unique continue de même proportionnalité que la tension alter- native, un élément de résistanoe et un dispositif condensateur con- ditionnés pour absorber cette tension de sens unique dans des pro- portions inégales, le dispositif condensateur absorbant la dite tension à une vitesse plus faible que l'élément de résistance,

   et des moyens contrôlés par la vitesse d'absorption de la tension du dit dispositif condensateur pour provoquer l'interruption du dit courant de soudage.

   9.- La combinaison avec une paire d'électrodes de soudage, d'un circuit pour y amener un courant variable, un circuit de con- trôle relié inductivement au premier circuit et donditionné pour en recevoir une tension induite qui correspond au courant fourni aux dites électrodes, un dispositif redresseur disposé dans le dit circuit.de contrôle et propre à modifier cete tension induite afin de produire une tension de sens unique qui correspond à la dite tension induite, une résistance et un condensateur disposés dans le circuit de contrôle, la résistance et le condensateur étant conditionnés pour absorber à des vitesses déterminées cette tension de sens unique, un circuit de by-pass ou dérivé comprenant un dis- positif à remplissage gazeux en forme de valve et un relais,

   le dit circuit de y-pass étant relié aux bornes du dit condensateur , le dit dispositif de valve étant (Conditionné pour admettre du cou- rant au circuit de by-pass afin d'exciter le dit relais en vue d' interrompre le courant variable aux dites électrodes lorsque la tension absorbée par le dit condensateur atteint une valeur déter- minée.

   10.- La combinaison avec des électrodes pour souder ensemble des métaux, une source de courant d'alimentation, et un circuit pour amener le courant aux électrodes, de moyens répondant à ou in- fluèncés par le dit courant pour produire un effet de tension qui y est sensiblement proportionnel, des moyens répondant à ou inf luen- cés par le dit effet de tension pour provoquer l'interruption du <Desc/Clms Page number 12> dit courant aux dites électrodes, et des moyens rendant le dit ef- fet de tension inefficace pendant une période de temps approxima- tivement inversement proportionnelle à la valeur du dit courant.

   11.- Un agencement tel qu'il est revendiqué à la revendica- tion 10, caractérisé par des moyens pour modifier la dite période.

   12. - Un agencement tel qu'il est revendiqué à la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens mentionnés en dernier lieu comprennent un dispositif condensateur d'absorption de potentiel.

   13.- La combinaison d'un circuit d'alimentation de courant, un circuit de contrôle relié inductivement au dit circuit d'ali- mentation, un dispositif condensateur dans le dit circuit de con- trôle et des moyens grâce auxquels un potentiel s'établit au dit condensateur, sensiblement proportionnel au courant dans le dit circuit d'alimentation, et des moyens répondant à ou influences par une valeur déterminée du dit potentiel du dit dispositif pour ouvrir le circuit d'alimentation.

   14.- La combinaison d'un circuit d'alimentation de courant, un circuit de contrôle relié inductivement au dit circuit d'alimen- tation,un circuit de by-pass ou dérivé shuntant une portion du dit circuit de contrôle, et des moyens interrompant normalement le dit circuit de by-pass et conditionnés pour fermer le circuit après une période de tamps qui est sensiblement inversément pro- portionnelle à la valeur du courant dans le dit circuit d'alimen- tation.

   15.- Dans un circuit de contrôle, un circuit à contrôler, un condensateur associé à ce circuit, des moyens grâce auxquels l'état électrique du condensateur est modifié en réponse à des va- riations d'état électrique du dit circuit, des moyens influencés par ou répondant à l'état électrique du condensateur pour contrô- ler le dit circuit et pour décharger le condensateur.

   16- Dans un système de soudage électrique, un système de sou- dage principal, un circuit de soudage principal, des moyens pour fermer le dit circuit, un transformateur relié au dit circuit prin- cipal, un redresseur relié au dit transformateur, un circuit de <Desc/Clms Page number 13> contrôle relié au dit redresseur, un condensateur dans le dit cir- cuit de contrôle, une valve électrique et un enroulement d'influence ou d'électro-réponse branchés autour du condensateur, et des moyens contrôlés par l'excitation du dit enroulement d'influence ou d'élec- tro-réponse pour ouvrir le circuit de soudage principal et pour décharger le condensateur.