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" Appareil pour le soudage et le découpage des métaux par l'arc électrique".
La présente invention concerne les appareils employés dans le soudage et le découpage à l'arc électri- que, et plus particulièrement en rapport avec les électro- des creuses destinées à introduire dans l'arc un gaz, un liquide ou une poudre.
Ces appareils comprennent généralement une paire de mâchoires se fixant par pression mécanique sur le bout dénudé des électrodes métalliques ou autres, procurant à la fois un contact électrique et un maintien. physique de l'électrode, et parfois aussi une connexion étanche reliée au passage intérieur de l'électrode. Les dites mâchoires sont normalement attachées à un manche approprié à la main et généralement traversé par un câble électrique pour l'a- limentation du courant et par un tuyau souple pour l'ali- mentation du gaz, du liquide ou de la poudre.
Une telle application, considérée ici en particulier mais non exclu- sivement, consiste dans le découpage des métaux par l'ac- @
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tion combinée d'un arc électrique et d'un jet d'oxygène, généralement dénommé "procédé oxyarc". Tant les méthodes manuelles que les semi-automatiques utilisant les électro- des normales sont considérées comme du domaine de l'inven- tion.
La saisie mécanique ou prise des mâchoires est soit bloquée de façon permanente, sous l'action d'un res- sort ou d'une came résultant de la contrainte engendrée par la déformation antérieure d'une ou de plusieurs par- ties plus ou moins flexibles des mâchoires, ou elle dépend de l'action musculaire de la main de l'opérateur, qui doit alors maintenir sous tension une gâchette ou tout autre levier convenablement disposé aussi longtemps que l'électro- de doit être saisie et tenue fermement.
Un but de l'invention est de procurer une pres- sion permanente considérable sur l'électrode, par l'opéra- tion facile d'un mécanisme se bloquant de lui-même et dé- rivé de l'arcboutement.
Un autre objet de l'invention est la réduction de la fatigue musculaire de l'opérateur au moment de l'in- troduction de nouvelles électrodes dans l'appareil, ou de l'enlèvement des bouts usés d'électrodes, en limitant son travail physique à la seule énergie absorbée par l'électro- de lorsqu'elle est saisie dans l'appareil, plus des frot- tements négligeables.
Dans la plupart des pinces à ressort, les mâchoires doivent être ouvertes au-delà de la position de blocage, en vue de procurer un espace suffisant pour introduire librement l'électrode entre les surfaces de contact, et ceci exige un surcroît de déformation du res- sort qui nécessite un effort musculaire plus élevé que la force de pression résiduelle sur l'électrode après que le ressort a relâché une partie de sa tension pour amener les mâchoires en contact sur l'électrode. Dans la pince de la
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présente invention, la pression développée par le ressprt ou par les organes légèrement élastiques qui en tiennent lieu, augmente graduellement de zéro jusqu'à un maximum qui est atteint lorsque l'électrode est bloquée.
A aucun moment la tension ne dépasse la valeur de celle qui agit effectivement sur l'électrode.
Un autre objet de l'invention est de prévoir le centrage exact automatique de l'électrode dans un con- tre le joint d'étanchéité, dans le cas des électrodes creuses qui sont alimentées de gaz, liquide ou poudre.
Encore un autre objet de l'invention est eév d'éviter le relâchement accidentel de la pression de sai- sie de l'électrode si cette dernière vient à coller sur la pièce à souder et que l'opérateur cherche à la détacher en tirant violemment à lui la pince qui maintient cette électrode.
Une autre fonction importante de l'invention est de procurer automatiquement l'éjection positive du bout usé d'électrode, même si ce bout usé est engagé fer- mement dans le joint d'étanchéité et ne pourrait, ni tomber de lui-même, ni être retiré facilement après que le serrage d'une pince ordinaire aurait été relâché.
D'autres détails comprennent le réglage d'usure des deux mâchoires, le réglage pour divers calibres d'élec- trodes, l'incorporation dans l'appareil d'une valve à gâ- chette pour contrôler le jet de gaz de liquide ou de poudre à travers la pince, et le décalage des connexions du câble électrique et du tuyau souple dans le manche, en vue de réduire le diamètre de ce dernier.
Diverses formes de réalisation d'un appareil selon l'invention sont décrites ci-après et par les dessins annexés, où les numéros identiques désignent des organes à fonctions identiques, et dans lesquels :
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La figure 1 est une vue latérale d'une pince à électrodes pour la soudure manuelle à l'arc électrique, montrant les organes en position serrée, et certaines parties en coupe partielle.
La figure 2 est une vue latérale de la pince de la figure 1 dans la position ouverte, ou de;changement d'électrode.
La figure 3 est une section transversale par l'axe 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une section transversale par l'axe 4-4 de la figure 1 sans l'électrode.
La figure 5 est une section transversale par l'axe 5-5 de la figure 1.
La figure 6 est une section longitudinale d'une pince modifiée montrant les organes en position serrée.
La figure 7 est une vue latérale des mâchoires de l'appareil de la figure 6 montrant les organes en posi- tion relâchée.
La figure 6 est une vue en plan des mâchoires de la figure 7.
La figure 9 est une coupe transversale par l'axe 9-9 de la figure 6 dans la direction des flèches.
La figure 10 est une coupe transversale par l'axe 10-10 de la figure 6.
La figure 11 est une coupe longitudinale d'un appareil modifié.
La figure 12 est une vue latérale d'un détail de la figure 11.
La figure 13 est une vue en bout du détail de la figure 11 et la figure 14 est une coupe longitudinale d'un autre appareil modifié.
Dans les figures 1 à 5 une mâchoire fixe régla-
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ble 1 est montée dans une paire de guides en U 7 qui en- ferment une mâchoire mobile 24 à glissement. Les guides 7 sont montés à pivotement sur le corps même 3 de la pince, au moyen de la broche ou du boulon 2. Une tige 8 à filets droit et gauche relie la mâchoire 24 à un pivot 25, lequel est monté dans le corps 3 de l'appareil. Une vis de régla- ge 11 est prévue à l'extrémité libre des guides 7 pour ajuster la position de la mâchoire 1 dans ces guides. Les deux mâchoires 1 et 24 sont maintenues en alignement par l'action coulissante des guides 7.
Dans la position fermée, le centre de contact entre l'électrode 29 et les mâchoires, et les deux centres de pivotement 2 et 25 sont substantiel- lement en ligne droite, ou légèrement au-delà de la posi- tion de "point mort" de l'aroboutement.
L'outil de la figure 6 montre une tuyauterie 12 pourvue d'une valve 13 manoeuvrable par un levier 14.
Un tuyau souple 15 fournit le gaz ou autre fluide et 16 indique le câble électrique. Une poignée 17 est munie d'un écran pare-étincelles 18. Une tête de jonction 19 est pour- vue d'un organe 20 formant joint étanche sur l'électrode.
Dans la construction modifiée de la figure 11, le corps 21 est muni d'une projection creuse 22 qui reçoit un ressort 23 agissant contre un piston 34. Un pivot cylin- drique 25 est prévu dans la projection 22 et une extrémité filetée de la tige 8 est vissée dans ce pivot 25.
Dans la figure 14 le ressort 23 est pourvu d'une vis de calage 26 qui est située à peu près au milieu de la projection 22 afin de bloquer le ressort en son centre pour que les deux pivots 25 et 2 se meuvent symétriquement et en directions opposées par rapport à la pince.
Les parties fondamentales de tous les appareils de l'invention sont la mâchoire 1 à long centre pivotant autour du pivot 2 qui est fixe par rapport au corps 3, 12 @
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ou 21 de la pince, sauf dans la figure 14 où ce centre peut se mouvoir dans une rainure appropriée du corps 21, et la mâchoire 24 à court centre pivotant autour du pivot 25 qui est soit fixe, soit mobile par rapport au corps 3, 12 ou 21.
Lorsqu'il veut introduire une électrode 29 dans la pince, figure 1, l'opérateur fait d'abord pivoter le bras 7 aussi bas que possible, figure 2, ce qui sépare la mâchoire 24 de la mâchoire 1. Après avoir introduit l'ex- trémité 29 de l'électrode librement entre les mâchoires, d'une longueur que l'on peut le mieux déterminer en tenant l'ongle du pouce à l'endroit où le dénudage de l'électrode commence, le bras 7 est ramené de la position de la figure 2 à celle de la figure 1, en poussant ce bras avec la main qui tient l'électrode, tandis que le corps de la pince est maintenu ferme par l'intermédiaire de la poignée 17 tenue de l'autre main.
Ce mouvement est libre jusqu'à ce que le contact soit obtenu entre l'électrode et les mâchoi- res; ensuite, l'opérateur doit pousser plus fort pour at- teindre le point mort de l'arcboutement@ Ceci peut se fai- re, soit directement en continuant le premier mouvement, soit en prenant prise de la tête 12, figure 6, par deux ou trois doigts de la main qui tient l'électrode, et en rap- prochant le bras 7 de la tête 12 par un mouvement de ser- rage de la main. Dans les figures 6 à 14, la seconde par- tie de ce mouvement force le bout de l'électrode à pénétrer exactement au centre du joint étanche 20, ou à s'appuyer sur ce joint, qui peut être de n'importe quel type connu, comme par exemple une rondelle de caoutchouc se serrant à l'entour ou contre le bout de l'électrode creuse.
Un tel centrage exact est important, et sera facilité si l'une des mâchoires (ou les deux) est rainurée en V afin d'éviter une déviation latérale de l'électrode dans la pince, comme
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le montrent les figures 4 et 8.
La forme coudée du bras 7, figures 6 à 14, com- parée à la forme droite des figures 1 et 2, s'explique par la nécessité de faire pénétrer le bout de l'électrode dans le joint étanche 20 selon un alignement aussi droit que possible. Ceci est obtenu en localisant le centre 2 sur une perpendiculaire à l'électrode à son point de jonction d'étanchéité, ou à un niveau très voisin. Le mouvement de pénétration est alors tangentiel, ce qui est pratiquement équivalent, pour un faible déplacement, à un mouvement pu- rement linéaire de l'électrode selon son axe propre.
Le réglage est prévu par la vis 11 et la tige 8 à filets contraires. Il est visible qu'aucun effort de traction sur le manche 17 de la pince et vers l'opérateur, ne pourra ouvrir les mâchoires si l'électrode venait à se coller sur la pièce à souder; Une pression vers le bas sur ce manche, cependant, ouvrira la pince si nn le désire.
Dans les figures 1 à 10, la valeur du serrage sur l'électrode est déterminée par l'étendue de la déforma- tion imposée aux organes 8 et 7 qui maintiennent les mâ- choires. Comme ces pièces sont très rigides, la pression peut être très élevée, jusqu'à une tonne et davantage. Elle peut même être élevée au point d'endommager l'outil lui- même en cas de faux réglage. Pour éviter ce danger, dans les figures 11 et 14, un ressort additionnel 23 est prévu, qui permet aussi de serrer divers calibres d'électrodes sans devoir réajuster la pince.
Un ressort analogue au ressort 23 pourrait évi- demment être aussi installé dans la pince de la figure 1.
Afin d'éviter une fatigue inutile à l'opérateur, la longueur effective de la tige 8 doit être ajustée de manière que le ressort commence à agir seulement lorsque l'arcboutement est presque complet. A ce moment, la déformation du fort
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ressort est facile à cause de la proximité de la position du point mort du mécanisme. Jusqu'à ce moment, cependant, le ressort 23 était retenu sous une pré-déformation rela- tivement élevée, par le contact du pivot 25 contre la butée formant l'extrémité de la rainure dans le corps de la pin- ce. Dans la figure 14, le ressort 23 est fixé au milieu de sa longueur par une vis de calage 26 afin d'obliger les deux centres 2 et 25 à se mouvoir symétriquement et en directions opposées par rapport à la pince.
De même, les mâchoires 1 et 24, tout au moins dans leur position fermée ou presque, se meuvent symétriquement par rapport au joint étanche 20;, lorsque divers calibres d'électrodes sont em- ployés.
Dans tous les cas, l'éjection du bout usé d'é- lectrode hors de la tête de jonction est positive, par le simple mouvement d'ouverture du bras 7. Dans la première partie de ce mouvement, une forte pression des mâchoires est maintenue, arrachant donc le bout usé, malgré sa forte adhérence dans la tête de jonction 20. Plus tard, les mâ- choires s'ouvrent et libèrent le bout qui peut maintenant tomber de lui-même. Comme le montre la figure 14 à titre d'exemple, toutes les parties exposées de la pince peuvent être isolées électriquement contre tous contacts acciden- tels, protégeant à la fois l'opérateur et l'outil. Des manchons 30 et 31, figure 14, peuvent servir à couvrir ces parois, et seront façonnés en matières plastiques, caoutchouc ou analogues.
On remarquera que la mâchoire 24 est arrangée et construite de manière à suivre l'alignement du pivot 25 et de la tige 8, comme indiqué par exemple dans les figures 1 et 2. Ceci est nécessaire puisque le centre de rotation du bras 7 se trouve à la broche 2 qui est distincte du pivot 25. Dans les figures 11 et 14, la mâchoire 24 @
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possède une genouillère 32 qui pivote dans la mâchoire lorsque cette dernière glisse dans son guide durant l'ou- verture ou la fermeture du mécanisme.
Il est évident que les divers appareils décrits peuvent être modifiés dans le cadre des revendications ci- jointes. Il n'est pas non plus nécessaire que toutes les parties soient présentes mais celle-ci peuvent être employées en sous-combinaisons.
REVENDICATIONS
1. Dans les pinces.à électrodes pour le soudage ou le découpage à l'arc électrique, ou analogue, la métho- de de serrage de l'électrode, caractérisée par deux organes pivotant autour de centres séparés, et dans le même plan, des centres étant substantiellement alignés avec la zone de contact sur l'électrode lorsque la pince est dans la position serrée.
2. Dans les pinces à électrodes pour le soudage ou le découpage à l'arc électrique, ou analogue, la métho- de de serrage de l'électrode caractérisée par deux mâchoi- res se faisant face et susceptibles de mouvements circulai- res exclusivement, dans le même plan, autour de deux cen- tres distincts et avec des rayons différents, la mâchoire extérieure ayant un plus grand rayon que la mâchoire inté- rieure, les deux centres faisant partie intégrale de la pince et étant substantiellement alignés avec le milieu de la zone de contact entre les mâchoires et l'électrode lorsque la pince est serrée.
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