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Tête de machine à souder.
Dans les machines à souder, dont la tête comporte un seul organe constitué par un porte-électrode avec dispositif d'alimentation et d'entraînement pour une seule électrode, le remplacement de l'électrode nécessite l'interruption de la sou- dure. Pour éviter cette interruption, on a déjà proposé d'utili- ser une électrode continue, mais ce procédé ne convient que pour des électrodes assez minces qui s'enroulent facilement sur une bobine ou un tambour.
L'invention permet de réduire l'interruption au minimum, quel que soit le diamètre de l'électrode.
A cet effet, la tête est rotative et comporte au moins deux organes indépendants, constitués par un porte-électrode et un dispositif d'alimentation et d'entrainement; la rotation de cette tête permet d'amener chaque porte-électrode dans une posi- tion telle que l'électrode dont il est garni occupe la position @
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de soudure et, dans cette position, un ou plusieurs autres porte- électrodes occupent une position qui permet leur réarmement.
Ceci permet d'utiliser des électrodes de soudure droite, normales,qui ne doivent pas être enroulées, de sorte qu'on n'est pas limité en ce qui concerne leur diamètre. L'interruption de la soudure est donc réduite au temps nécessaire pour la rotation de la tête, rotation qui est nécessaire pour amener la nouvelle électrode dans sa position de soudure.
Dans une forme d'exécution particulière du dispositif conforme à l'invention, la tête comporte au moins deux organes parallèles équidistants de l'axe de rotation. Chaque organe com- porte, de préférence, des glissières métalliques en forme de V dans lesquelles se déplace un bloc métallique, le porte-électrode, qui est guidé rigoureusement par ces glissières et qui porte l'électrode de soudure.
A proximité de l'endroit de soudure, l'électrode est guidée et supportée par une plaque de fermeture, réglable ou fa- cilement enlevable, qui peut donc être adaptée à l'épaisseur de l'électrode. La plaque de fermeture est conjuguée avec des ga- lets de guidage en un matériau approprié qui atténuent le frot- tement lors de déplacement des électrodes. La plaque de ferme- ture est thermiquement et électriquement isolée du corps de l'or- gane. Elle peut être auto-réfrigérante ou peut être refroidie à l'air, à l'eau ou à l'aide d'un autre agent frigorifique par un dispositif séparé.
Le porte-électrode et les glissières métalliques en forme de V sont isolés électriquement du corps de l'organe et sont re- liés de manière conductrice à une bague collectrice qui est mon- tée sur la tête de la machine à souder et à laquelle on amène le courant de soudure à l'aide d'un balai réglable approprié.
La bague collectrice est divisée en/segments disposés de manière que seul l'organe disposé sur le joint de soudure soit alimenté, tandis que les autres organes ne sont pas branchés sur la source
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de courant. Le porte-électrode est rendu solidaire, mais isolé électriquement du piston d'un cylindre hydraulique qui comporte des soupapes d'admission et d'échappement; ce piston amène l'é- lectrode à toute vitesse désirée ou ramène le porte-électrode à une vitesse appropriée. La vitesse du piston se règle à l'aide d'une ou de plusieurs soupapes qui permettent de modifier la quantité de liquide affluant vers le cylindre.
La tête peut se monter de plusieurs manières. Elle peut être portée par une colonne fixe verticale, permettant dans une zone déterminée, des mouvements dans tous les sens ou bien montée sur un chariot qui permet, lors de la soudure, des mouvements dans toutes les directions. L'utilisation de câbles souples permet d'en constituer une unité déplaçable absolument indépendante, équipée d'une pompe hydraulique indépendante pour le réglage du mouvement requis.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig.l est une vue de profil d'un poste de soudure mobile conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe longitudinale de la tête.
La fig.3 est une coupe transversale par le plan III-III.
La fig. 4 est une coupe transversale par le plan IV-IV.
La fig. 5 est une vue en bout, à grande échelle, de la tête, à proximité de la soudure.
La fig. 6 est une coupe partielle correspondante montrant le dispositif de guidage de l'électrode.
La fig. 7 est une coupe longitudinale, à grande échelle.
La fig. 8 est une vue en bout du système régulateur à soupapes pour les cylindres hydrauliques.
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Sur la fig.l, la tête 1, comportant deux électrodes 2, peut tourner autour de son axe longitudinal, ce qui permet d'amener chaque électrode sur la pièce à souder. A cet effet, la tête 1 est supportée par un manchon 4 et comporte une mani- velle 5 qui facilite la rotation de la tête 1 autour de son axe.
Un arbre fixe le manchon 4 dans la colonne 6 qui fait partie du chariot 7. Ce chariot 7 porte un moteur 8 et une pompe hydrau- lique 9. Cette pompe est entraînée par le moteur 8 et amène le fluide sous pression aux cylindres hydrauliques qui règlent le mouvement d'aller et le mouvement de retour des porte-électrode par rapport à la tête 1. Le moteur 8 ou la pompe 9 peuvent aussi être utilisés pour entraîner le chariot 7 et donc pour amener la tête 1 sur la pièce à souder.
Sur les figs.2-6, la tête peut tourner autour de son axe dans le manchon 4, qui comporte un arbre 15 par lequel la tête est supportée dans la colonne 6 (fig.l, non représentée sur la fig.2) et peut y tourner. La tête comporte deux cylindres hydrau- liques 11, disposés de part et d'autre d'une plaque principale 10 qui s'étend sur pratiquement toute la longueur de la tête 1.
Chacun des cylindres 11 est conjugué à l'une des électrodes 2 ce qui permet le réglage individuel requis de celles-ci. A l'une de leurs extrémités, les cylindres 11 sont raccordés à une piè- ce de fonte 12 qui comporte les soupapes pour le fluide sous pression, tandis qu'à l'autre extrémité, les cylindres 11 sont fermés par les plaques 13. Chaque cylindre comporte un piston 17, accouplé à une tige de piston 18 qui traverse le joint fixé dans la plaque de fermeture correspondante 13. L'extrémité libre de chaque tige de piston 18 est accouplée, par l'intermédiaire d'une articulation sphérique 20, à un porte-électrode 19 qui peut se déplacer parallèlement à l'axe de la tête 1, dans des glis- sières 27 en forme de V (fig.4). Le support 19 est isolé de la tige de piston 18 par l'isolant 21 qui entoure l'articulation sphérique 20.
L'électrode 2 est fixée au support 19 à l'aide d'un
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manchon de serrage 23, fixé à ce dernier. Sur la fig.2, le porte-électrode inférieur 19 occupe sa position extrême dans laquelle l'électrode 2 est pratiquement consommée, tandis que le porte-électrode supérieur est ramené dans sa position de réarmement.
L'extrémité libre de chaque électrode 2 est guidée par une paire de galets 24 (fig.2, 5 et 6). La surface terminale de la tête comporte, à proximité des galets de guidage, des plaques de fermeture 25 et des supports isolants 26. Les galets 24, la plaque de fermeture 25 et le support 26, utilisés pour chaque électrode, constituent, de préférence, un ensemble amovible ce qui permet de le remplacer par un autre ensemble (do.t l'ou- verture de la plaque de fermeture et l'espace compris entre les galets de guidage correspondent à l'électrode à utiliser) lors- qu'il faut utiliser une électrode d'une autre largeur.
Les porte-électrode 19 peuvent être constitués, par exem- ple, par des pièces de fonderie en une matière bonne conductrice d'électricité. D'un côté, chaque support 19 appuie directement contre une glissière 27, tandis que de l'autre côté, il comporte une paire de plaques de guidage amovibles 28. Les ressorts 29 poussent ces plaques 28 contre la glissière correspondante 27.
La connexion électrique à l'électrode 2 est assurée par le support 19 et les glissières 27. Les glissières 27 sont interconnectées deux à deux à l'aide d'un étrier en cuivre 33, qui comporte un oeillet 34 pour l'introduction d'une fiche de courant. Eventuellement on pourrait alimenter les glissières des deux organes, mais dans le dispositif représenté, le courant de soudure n'est appliqué qu'au jeu de glissières occupant la po- sition de soudure (à savoir le jeu inférieur, fig.2).
Le courant est amené à l'aide d'un balai en charbon 30, partiellement recouvert d'un enrobage isolant 31 et serré par le ressort 35. Le bottier 32 est fixé à un manchon 36 qui entoure-
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l'extrémité inférieure du manchon 4 et est fixé à celui-ci. Le balai en charbon 30 est en contact permanent avec une bague collectrice 37, portée par la tête 1. Cette bague 37 est isolée de la tête 1 et comporte deux segments approximativement semi- cylindriques isolés l'un de l'autre. Chaque segment est connecté à une broche isolée 38 qui s'adapte dans l'oeillet 34 de l'étrier correspondant 33. De cette manière, les segments de la bague collectrice 37 sont reliés aux porte-électrode 19correspondants.
La. fig.3 montre que, lorsque à l'aide de la manivelle 5, on fait tourner la tête 1 autour de son axe, dans sa position de soudure l'électrode est alimentée de courant, le balai 30 faisant contact avec l'un des segments 37. Lorsque la tête ne comporte que deux porte-électrode, il est avantageux de faire en sorte que le levier culbute entre deux positions finales, ce qui per- met d'obtenir un déplacement angulaire de 180 . Lorsque le maga- sin de la tête comporte un plus grand nombre de porte-électrode, la rotation doit s'effectuer par échelons.
Lorsqu un porte-électrode armé occupe sa position de fonctionnement, le fluide sous pression est admis dans le cylin- dre 11 correspondant, à une vitesse telle que le porte-électrode avance à la vitesse requise pour la consommation de l'électrode pendant la soudure. La vitesse peut se régler d'une manière appropriée, par exemple à l'aide d'une soupape avec aiguille de réglage, le réglage s'effectuant automatiquement ou à la main.
Le dispositif montré sur le dessin est commandé à la main et les deux cylindres séparés se règlent indépendamment l'un de l'autre.
Ce dispositif sera décrit à l'aide des figs.l, 2, 7 et 8. Les conduites d'alimentation et d'évacuation du fluide sous pression vont de la pompe 9, à travers la colonne 6 et l'arbre creux 15, à la tête 1. Ici, elles traversent le canal 40 pour atteindre la boite à soupapes en fonte 12. Le canal 40 et les conduites 41, 42 suivent le déplacement autour de l'arbre 15, mais non la ro- tation autour de l'axe de la tête 1. Dans l'enceinte 43, les
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conduites 41 et 42 sont reliées par un raccord (non représenté) aux conduites 44 et 45. Les conduites 44 et 45 sont logées dans un organe 46 fixe par rapport au palier 4. Du côté avant, l'or- gane 46 est fortement serré contre la pièce en fonte, qui compor- te une ouverture 47 dirigée suivant l'axe de la tête et un canal annulaire concentrique 48.
La conduite 44 communique de manière permanente avec le canal 48, tout comme la conduite 45 communi- que avec l'ouverture 47. On obtient ainsi une communication per- manente entre l'alimentation et l'évacuation, quelle que soit la rotation de la tête autour de son axe. Des ouvertures vont du canal 48 à deux soupapes cylindriques 49, dont chacunecompor- te un levier de réglage 50. Le réglage des soupapes 49 permet d'introduire le fluide sous pression dans le cylindre 11, soit au-dessus des pistons 17, soit au-dessous de ceux-ci et de les déplacer dans le sens requis. Au-dessus des pistons, le fluide est amené et évacué à travers les ouvertures 51, tandis qu'au- dessous des pistons, il est amené et évacué à travers les con- duites 52 parallèles aux cylindres 11, se trouvant à l'intérieur de la t'été 1.
La vitesse de passage du fluide sous pression dans chaque soupape 49 se règle à l'aide d'une soupape à aiguille 53 qui règle le passage à travers l'ouverture libérée par la soupa- pe du cylindre vers le côté supérieur du piston. Cet agencement permet de réduire au minimum requis la vitesse d'avancement de l'électrode de soudure et d'autre part, de ramener très rapide- ment le porte-électrode à armer.
Dans l'exposé ci-dessus, l'invention est appliquée à une tête semi-automatique, mais il va de soi que la tête peut aussi être entièrement automatique; l'amenée de l'électrode dépend alors des conditions de formation d'arc, car celui-ci s'amorce automa- tiquement. La forme de construction décrite fournit cependant un dispositif simple et robuste qui permet d'utiliser des électro- des de soudure de dimensions maxima normales, tandis que le sou- deur n'a aucune difficulté à amener la nouvelle électrode sur la pièce de soudure, opération qui ne requiert que peu de temps.