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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux dispositifs pour souder électriquement des saillies métalliques sur des tubes métalliques.
Cette invention est relative aux dispositifs pour souder électriquement des saillies métalliques sur des tubes métalliques, et bien qu'elle soit utile aussi pour des tra- @ vaux de fabrication et d'usine, l'invention est notamment intéressante pour des travaux exécutés sur place, par exemple quand on veut avoir dans une-batterie de chaudières,, à la place de tubes à surface lisse, des tubes partiellement ou entièrement garnis de broches, ou à la place de tubes partiel- lement garnis de broches, des tubes garnis d'un plus grand
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nombre de broches.
Pour apporter un changement de cette nature, il y aurait souvent grand avantage si, au lieu de remplacer les tubes déjà installés par de nouveaux tubes garnis de broches dans la mesure voulue et livrés par une usine, on pouvait expéditivement et efficacement adapter les saillies voulues sur les anciens tubes.
Afin qu'un appareil à souder convienne pour adapter des saillies à des tubes sur place, il doit être facilement transportable et maniable. En outre, il est avantageux que l'appareil soit apte à établir de manière expéditive un espacement prédéterminé entre les saillies successivement soudées en place.
Dans certains cas il peut être avantageux de procéder au travail d'un coté d'une rangée de tubes et de garnir un tube de saillies sur une surface embrassant plus de la moitié de la circonférence du tube. En outre, il est souvent nécessaire de garnir de saillies correctement disposées chaque tube d'un certain nombre de tubes d'une rangée, et dans ce cas il faut placer le dispositif de soudage successivement dans des positions appropriées par rapport aux différents tubes de la rangée.
La présente invention a pour objet un appareil à souder des saillies métalliques sur un tube métallique, qui comporte une armature-support agencée pour se maintenir sur le tube de manière amovible et pour porter de manière réglable un outil équipé de dispositifs servant à rapprocher les saillies du tube et à les maintenir en contact avec lui, avec pression, en vue de souder les saillies au tube à l'aide d'un courant électrique parcourant les saillies et le tube, et comprenant un dispositif de repérage destiné à situer l'outil en des endroits successifs par rapport au tube pour souder des saillies au tube en les espaçant les unes des autres de
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manière prédéterminée.
L'invention vise aussi un appareil à souder'des saillies métalliques sur les tubes d'une rangée de tubes métalliques parallèles, qui comporte une armature-support constituée par des rails transversaux, agencés pour être disposés transversalement aux tubes et pour être maintenus de manière amovible sur les tubes de la rangée, et par un organe de guidage agencé de manière à se placer entre les rails suivant la longueur des tubes, à se déplacer sur les rails pour prendre des positions adjacentes aux tubes à garnir de saillies et à porter de manière réglable un outil équipé de dispositifs pour rapprocher les saillies du tube et pour les serrer contre le tube en vue de souder électriquement les saillies sur le tube,
et comprenant un dispositif de repérage destiné à situer l'outil en des endroits successifs par rapport au tube suivant la longueur de l'organe de guidage, pour souder des saillies au tube en les espaçant les unes des autres de manière prédéterminée.
En outre, l'invention a pour objet un appareil à souder des saillies métalliques à des tubes métalliques, qui comporte un outil servant à souder les saillies sur le tube à l'aide d'un courant électrique parcourant les saillies et le tube, et une armature servant à supporter l'outil agencée pour être attachée au tube de manière amovible, cette armature étant équipée de dispositifs pour amener l'outil en position en vue de souder des saillies en des endroits espacés suivant la circonférence du tube, et d'autres dispositifs servant à amener l'outil en position en vue de souder des saillies de distance en distance sur la longueur du tube.
L'invention vise aussi un procédé pour garnir de saillies métalliques un tube métallique, qui consiste à tenir un outil de soudage au moyen de dispositifs amovibles et de
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manière réglable, mais en le maintenant espacé latéralement du tube, à varier l'emplacement de l'outil par rapport au tube pour situer des saillies sur le tube en des endroits espacés entre eux longitudinalement et circonférentiellement, et à souder les saillies en ces endroits à l'aide d'un courant électrique parcourant les saillies et le tube.
On décrira l'invention ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue en élévation d'une forme d'exécution de l'invention;
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1;
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1, qui montre en plan l'outil de soudage, mais où une cornière de fond est omise.
Fig. 4 est une coupe analogue à la Fig. 3, montrant une variante d'exécution de l'outil de soudage;
Fig. 5 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une autre forme d'exécution de l'invention, la partie en coupe comprenant une vue du châssis de l'outil de soudage coupé suivant la ligne 5-5 de la Fig. 6;
Fig. 6 est une vue en plan correspondant à la Fig. 5, avec arrachement partiel ;
Fig. 7 est une coupe d'un détail, faite suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6, tandis que
Fig. 8 est une élévation de face d'éléments représentés sur les Figs. 5 et 6, l'outil de soudage et son châssis-support étant omis.
La forme d'exécution de l'appareil représentée sur les Figs. 1 à 4 convient notamment pour souder des broches à des tubes par files longitudinales sensiblement opposées.
Les tubes sont désignés par le chiffre de référence 1, et la
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vue en plan de la Fig. 3 représente schématiquement plusieurs tubes disposés suivant une rangée, ainsi qu'ils pourraient être installés par exemple dans la paroi d'un foyer. Une crémaillère 2 est montée sur un des tubes à l'aide d'un support à pince 3 situé en-dessous et d'un second support 4 situé au-dessus. Le support supérieur 4 exige que certaines broches ou saillies-soient déjà assujetties au tube, et pour atteindre ce but au moyen de l'outil décrit, on peut supporter d'abord la crémaillère 2 à sa partie supérieure au moyen d'un support supplémentaire 3 pour l'extrémité supérieure jusqu'à ce qu'un nombre de broches suffisant à assurer l'ancrage requis pour le support 4 soient soudées en place.
Le support 3 comporte une pince 5 à extrémité ouverte pour attaquer le tube 1, et une cornière 6 dont l'aile disposée horizontalement est percée d'une boutonnière arquée 7 pour régler la position angulaire de la crémaillère. Le support supérieur 4 comporte une cornière 6 correspondant à la cornière 6 du support inférieur et percée de manière analogue d'une boutonnière arquée pour le réglage de la position angulaire de la crémaillère. La crémaillère est montée sur les cornières 6 au moyen de boulons 8, un supérieur et un inférieur, qui sont fixés à la crémaillère, à ses extrémités, et qui traversent les boutonnières 7.
Les ressorts 9 servent à bloquer la crémaillère dans la position voulue, mais si¯on le désire on peut aménager des dispositifs de blocage plus positifs pour empêcher un déplacement angulaire de la cré- maillère 2. Des plaques 10 fixées à la crémaillère. et cintrées à leurs extrémités libres 11 pour épouser la forme du tube font office d'entretoises d'espacement et de guides pour maintenir à tout moment l'espacement correct entre la crémaillère et le tube. L'outil de soudage 12 est porté dans un châssis 13
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qui est conformé de manière qu'on puisse le déplacer de bas en haut et de haut en bas suivant la longueur de la crémaillère 2.
On bloque le châssis dans la position voulue au moyen d'un bloc denté 14 maintenu en place par un ressort 15, et on produit tout changement de position voulu depuis cette position en tirant vers l'extérieur une poignée 16 pour déclencher le bloc et en faisant tourner de l'angle requis le pignon 17, après quoi. on réenclenche le bloc 14 sur la crémaillère dans une autre position. Le pignon 17 est monté sur le châssis 13 et on le fait tourner au moyen de la manette 18 par l'intermédiaire d'une liaison à poussoir de verrou entre la manette et le pignon, qu'on actionne à peu près de la même manière que le bloc 14 et qui est maintenue élasti- quement en prise avec les dents du pignon au moyen d'un ressort 19.
L'outil de soudage 12 a la forme d'une tenaille à contraction dont les mâchoires 20 embrassent le tube et sont actionnées par un simple mécanisme à genouillère qui comporte des jumelles 21 et des poignées 22. Les mâchoires 20 constituent les électrodes de l'outil de soudage; elles sont isolées l'une de l'autre de manière appropriée et connectées aux bornes d'un circuit de soudage électrique approprié. Les mâchoires comportent dans leurs faces supérieures des cavités 23 pour recevoir les saillies ou broches 24 qu'on serre contre le tube en contractant les mâchoires et en les maintenant en contact avec le tube, tandis qu'on envoie le courant pour souder les saillies ou broches au tube en des endroits diamétralement opposés.
Puis on interrompt le circuit, on cesse d'exercer une pression sur les mâchoires, on insère de nouvelles broches dans les cavités 23 et on amène l'outil dans une position consécutive voulue par rapport à la crémaillère pour souder de la même manière d'autres broches.
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Il est à noter qu'avec cette forme d'exécution du dispositif les boutonnières ,arquées 7 assurent un réglage angulaire de la position de la crémaillère et de l'outil de manière qu'on puisse disposer les broches diamétralement opposées, situées à un certain niveau, sous un angle par rapport aux broches diamétralement opposées situées à un autre niveau, ce qui permet de disposer les broches en quinconce suivant la longueur du tube, comme c'est indiqué sur la Fig. 1.
On peut aménager pour l'outil et son châssis un support supplémentaire qui peut être constitué avantageusement par une suspension à câble et comporter un dispositif à contrepoids, simple et bien connu.
La Fig. 4 représente une variante de l'outil de soudage, dans laquelle on écarte les électrodes pour serrer les broches contre les tubes au lieu de les contracter comme dans le cas de la forme d'exécution de la Fig. 3. Comme le montre le dessin, le dispositif n'est pas entièrement interchangeable avec la forme d'exécution de l'outil de la Fig. 3 en vue de son emploi en combinaison avec la crémaillère, mais on peut facilement l'adapter à cet emploi et il illustre une variante d'exécution de l'outil parfois requise pour des conditions de service spéciales où., par suite d'un manque de place, il serait incommode d'employer un outil à contraction.
Dans l'exemple d'exécution à mouvement d'écartement de la tenaille, les électrodes sont indiquées en 25, et des blocs 26 viennent en contact avec les tubes adjacents pour assurer à l'outil sa position correcte par rapport à l'ouvrage.
Les Figs. 5 et 6 montrent une forme d'exécution modifiée de l'invention pour souder des broches sur "l'avant" ou "fàce" d'un tube, par opposition aux emplacements latéraux diamétralement opposés mentionnés avec référence aux Figs.
1 à 4. Quand une rangée de tubes 27 est disposée comme indiqué
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sur la Fig. 6, par exemple dans la paroi d'un foyer, on peut appliquer les files de broches latérales 28 et 29 au moyen de l'appareil décrit ci-dessus, tandis que les broches de face intermédiaires peuvent être appliquées à l'aide du dispositif qu'on décrira ci-après. L'outil comporte une paire d'électrodes 30 actionnées pneumatiquement., qui constituent des prolongements des tiges de piston de cylindres à air comprimé 31. Les cylindres sont fixés au châssis 32 au moyen de boulons 33, et le châssis est monté à coulissement sur la crémaillère ou barre d'encliquetage 34 qui sert ainsi de support et de guide pour les électrodes dans leur déplacement par rapport à l'ouvrage.
La crémaillère est fixée de manière amovible aux tubes 27 au moyen de supports supérieur et inférieur qui comprennent des groupes d'éléments fixés aux tubes et d'autres groupes d'éléments mobiles avec la crémaillère. Les groupes fixes font office de rails qui supportent et guident la crémaillère et l'outil de soudage pendant leur déplacement dans une suite de positions, transversalement aux tubes de la rangée. Les groupes mobiles font partie de l'ensemble de la crémaillère et constituent les supports nécessaires entre la crémaillère et le groupe de rails, y compris des éléments qui permettent de régler la position angulaire des électrodes par rapport aux tubes.
Le support fixe supérieur comporte une cornière 35 ayant une longueur suffisante pour embrasser plusieurs tubes de la rangée et dont une aile 36 est disposée parallèlement à la rangée de tubes 27, tandis que l'autre aile 37 est perpendiculaire aux tubes. De même, le support fixe inférieur comporte la cornière 38 à ailes 39 et 40 disposées respectivement dans un plan parallèle et dans un plan perpendiculaire.
Les cornières 35 et 38 sont serrées sur les tubes au moyen de barres 41 et de boulons 42 et sont maintenues espacées des
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tubes de la distance de travail requise au moyen de cornières d'espacement 43 intercalées entre les cornières 35 et 38 et les tubes, ces cornières d'espacement étant échancrées en 44 pour épouser les tubes et pour assurer ainsi aux éléments correspondants du dispositif un emplacement correct pendant le soudage. A l'extrémité de l'aile horizontale 37 de la cornière 35 est soudée une barre 45 pour faire office de rail ou chemin faisant saillie de haut en bas, qui constitue un guide supérieur pour assurer le déplacement de la crémaillère ou.barre d'encliquetage et de l'outil de soudage dans une suite de positions transversalement aux tubes de la rangée.
Une barre 46 soudée à l'extrémité de l'aile horizontale 40 de la cornière 38 constitue un rail ou)chemin faisant saillie de bas en haut pour guider de manière analogue l'extrémité inférieure de la crémaillère.
Le groupe mobile supérieur d'organes supportant la crémaillère comporte la cornière 47 dans laquelle sont montés près de chaque extrémité de l'aile verticale 49 des galets 48 auxquels est suspendue la crémaillère ou barre d'encliquetage, de manière que lorsqu'on veut déplacer l'outil de soudage d'une position de travail à une autre, la crémaillère puisse'se mouvoir librement sur le rail de roulement 50 qui est fixé à l'aile horizontale 37 de la cornière 35. Une barre 51 est soudée à l'aile horizontale 52 de la cornière 47 et elle est espacée de l'aile verticale 49 de manière à constituer une rainure pour le rail de guidage 45. Une plaque de fond 53 est fixée à la cornière 47 au moyen de boulons 54 et de vis 55 et elle est espacée de l'aile horizontale 52 à l'aide de pièces intercalaires 56 et 57 pour loger la plaque de guidage 58.
La plaque de fond 53 est percée d'une boutonnière arquée 59 pour recevoir plusieurs galets 60 qui tournent sur des vis 61 traversant la
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plaque 58 et les galets 60 et vissées dans la plaque 62 attachée à la crémaillère; on peut ainsi régler la position angulaire de la crémaillère par rapport à l'axe d'un tube.
La surface latérale intérieure de la pièce intercalaire 57 est aussi arquée par rapport à l'axe du tube pris comme centre, et elle est en contact avec la surface latérale, arquée à l'avenant, 'de la plaque de guidage 58, pendant qu'on déplace la plaque d'une position angulaire à une autre.
On fixe la position de travail de la crémaillère ou barre d'encliquetage et de l'outil en regard de l'un ou l'autre des tubes au moyen de chevilles de repérage 63 qui traversent des trous 64 des cornières mobiles 47 et entrent dans des trous choisis 65 du rail fixe 45 ou 46.
Les organes de support pour la partie inférieure de la crémaillère, qui constituent le groupe d'éléments mobile avec la crémaillère, sont analogues à ceux situés à l'extrémité supérieure, et étant donné qu'ils remplissent des fonctions analogues, ils sont désignés par les mêmes chiffres de référence que les parties correspondantes situées à l'extrémité supérieure. La principale différence réside en ce qu'à l'extrémité inférieure il n'y a pas de supports correspondant aux galets 48, de sorte que les supports fixes inférieurs absorbent très peu, si tant est, de la charge de pesanteur et travaillent plus spécialement comme guides pour l'extrémité inférieure de la crémaillère.
Comme indiqué ci-dessus, l'outil de soudage est monté dans un chssis 32 qui est supporté à coulissement sur la barre d'encliquetage ou crémaillère 34 et qui porte des cylindres pneumatiques disposés symétriquement pour l'actionnement des électrodes 30 qui leur sont associées, chaque électrode étant évidée à son extrémité, comme indiqué en 66, pour tenir une broche. Les électrodes sont de préférence
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creuses et on y envoie de l'eau par des ouvertures d'entrée 67 pour produire un refroidissement, l'eau étant évacuée par les cavités 66, si on le désire.
Le châssis 32 peut être constitué avantageusement par des plaques et barres soudées entre elles, couverture rectangulaire ou manchon traversé par la crémaillère étant constitué par les barres d'extré- mité 68 et 69 et par les plaques latérales 70. Les autres plaques latérales 71, qui constituent des supports pour les cylindres pneumatiques fixés au moyen des boulons 33, sont isolées des cylindres, en 72. L'extrémité extérieure de chaque électrode est supportée dans une bague de guidage 73 qui est boulonnée sur la barre d'extrémité 68 et qui est aussi isolée du châssis en ce point.
On établit le contact électrique pour chaque électrode par l'intermédiaire de la patte à borne 75 et du manchon 76 qui comporte d'un côté une surface plate pour l'assujettissement du bloc de guidage 77. Le bloc est isolé du manchon en 78 et comporte dans sa face extérieure une rainure pour 1'emboîtement à coulissement sur le bord de la plaque 79 qui fait partie du châssis-support 32.
On bloque l'outil de soudage dans la position voulue par rapport à la crémaillère ou barre d'encliquetage 34 au moyen d'un loquet 80 monté à pivot en 81 entre les plaques latérales 70, près de leurs extrémités supérieures.
Un levier d'arrêt ou d'encliquetage 82 comportant une partie bifurquée 83 est articulée en 84 dans les plaques latérales 70 et comporte un cliquet 85 qui est normalement maintenu en prise avec les dents à rochet de la crémaillère par le ressort 86. Lorsqu'on veut changer la position de l'outil de soudage d'un niveau à un autre, selon l'endroit où on veut souder les broches, on abaisse le levier 82, puis on
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relève la partie pivotante du levier, et avec elle le châssis 32, l'extrémité 87 du cliquet faisant office de point d'appui.
Quand le châssis se déplace, le loquet 80 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre pour se dégager de la barre d'encliquetage ou crémaillère sous l'action combinée de la surface inclinée 88 de la dent à rochet et de la surface inclinée complémentaire 89 de l'extrémité du loquet. Une fois le châssis amené au niveau voulu, le loquet retourne à sa position initiale par gravité, sa rotation dans le sens des aiguilles d'une montre étant limitée par la plaque horizontale 90 du châssis qui fait office d'arrêt pour l'extrémité inférieure 91 du loquet de manière à limiter le mouvement de la surface 89 du loquet dans le sens opposé à la crémaillère ou barre d'encliquetage.
La construction des cylindres pneumatiques n'a pas été décrite en détail, mais il est clair qu'ils sont agencés de manière bien connue pour fonctionner sous la pression d'un fluide d'actionnement envoyé sur l'une ou l'autre face de chaque piston pour produire l'avancement ou le recul de l'électrode de soudage. Toutefois, il faut prendre la précaution d'isoler chaque piston et chaque tige de piston du corps du cylindre pour empêcher que les cylindres et les raccords à air comprimé fassent partie du circuit de soudage.
Le procédé pour souder les broches de face au tube au moyen de ce dispositif consiste à monter d'abord la crémaillère ou barre d'encliquetage 34 et ses supports sur la rangée de tubes et à disposer l'outil de soudage au niveau minimum par rapport à la crémaillère, auquel on veut opérer.
On fait pivoter la crémaillère 34 jusqu'à sa position limite de gauche, par exemple celle représentée sur la Fig.6, pour souder une paire de broches 92, un dispositif d'attache ou de blocage approprié étant aménagé au besoin pour maintenir
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la barre d'encliquetage dans la position angulaire choisie.
On introduit une broche dans chacune des électrodes et on fait avancer les électrodes pour amener les broches en contact avec le tube. On maintient le contact sous pression à l'aide des cylindres pneumatiques 31 et on applique, entre les électrodes aux bornes 75 qui sont chacune isolées du châssis,le voltage approprié, de manière à faire circuler un courant dans le circuit de soudage fermé par les broches et le métal du tube en série et à produire un échauffement local à la température de fusion à l'endroit où les broches sont en contact avec le tube, pour souder solidement chaque broche au tube.
Puis on retire les électrodes, on introduit de nouvelles broches et on répète l'opération en un autre endroit, en soudant des broches 93 supplémentaires dans la même file horizontale après avoir fait tourner la cré- maillère de l'angle requis. Grâce à l'indépendance électrique des électrodes on peut aussi les faire fonctionner séparément, et dans ce cas on connecte l'électrode en circuit à une borne sous tension et le tube à l'autre borne.
Pour souder une broche dans une file plus élevée, on amène les électrodes au niveau correct en manipulant le levier d'encliquetage 82 de la manière décrite ci-dessus et on soude des broches 94 de manière analogue aux broches 92, mais de préférence dans des positions décalées par rapport aux broches de la file inférieure par un réglage approprié de la position angulaire de la crémaillère ou barre d'encliquetage. On peut actionner les cylindres séparément ou simultanément, comme on le désire, le choix étant influencé en partie par le nombre de broches de l'une ou l'autre file.
Par exemple, une file pourrait avoir un nombre pair de broches qu'on pourrait souder par paires, et une autre file
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pourrait avoir un nombre impair de broches et impliquerait le soudage individuel d'au moins une broche telle qu'une broche 95 pour combler la file contenant les broches 94.
REVENDICATIONS
1.- Appareil à souder des saillies métalliques sur un tube métallique, comportant une armature-support agencée pour être maintenue sur le tube de manière amovible et pour porter de manière réglable un outil équipé de dispositifs servant à rapprocher les saillies du tube et à les maintenir en contact avec lui, avec pression, en vue de souder les saillies au tube à l'aide d'un courant électrique parcourant les saillies et le tube, et comprenant un dispositif de repérage destiné à situer l'outil en des endroits successifs par rapport au tube pour souder des saillies au tube en les espaçant les unes des autres de manière prédéterminée.
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