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1 ' Machine électrique à souder par résistance pour soudure par points, ou par -joints.
La présente invention a pour objet une machine élec- trique à souder par résistance pour la soudure par points ou par joints, destinée notamment à l'assemblage de pièces d'accès difficile, machine qui se particularise par un rendement électrique élevé et, de ce fait, peut être exécu- tée sous une structure légère et compacte, de préférence sous forme de machine à main mobile en tous sens (bloc porte-électrodes).
On connaît déjà divers types de machines à souder par résistance qui, cependant, du fait du montage séparé du transformateur et de l'organe qui porte les électrodes (bloc porte-électrodes) présentent des inconvénients d'ex- ploitation et des restrictions d'utilisation importants.
Le transformateur, très lourd, par suite des pertes
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de ligne élevées du côté secondaire, qui seront décrites plus loin, est, en général, monté sur le sommet, la paroi ou un bâti particulier - en mettant les choses au mieux, avec une mobilité très limitée. La transmission du cou- rant secondaire à basse tension à l'appareil à souder proprement dit s'effectue à l'aide de conducteurs robustes et flexibles susceptibles de recevoir de fortes intensi- tés. Le porte-électrodes lui-même doit, cependant, pour pouvoir atteindre ses buts, comporter le maximum de mania- bilité, donc être susceptible de tourner et d'osciller en tous sens.
Ceci nécessite des conducteurs aussi longs que possible, ces derniers devant, par ailleurs, pour des raisons électriques-suppression de pertes inutiles, ré- duction du poids et de la puissance du transformateur - recevoir une longueur minimum. Cependant, les conducteurs courts et épais diminuent, dans une large mesure, la mo- bilité du porte-électrodes utilisé. Les exigences méca- niques et électriques inhérentes à l'appareil sont donc en contradiction mutuelle, ce qui constitue un obstacle à une solution satisfaisante à tous égards.
Il faut ajouter à cela que, pour les blocs porte- électrodes de puissance usuelle, la force de pression des électrodes n'est jamais exercée à la main, mais à l'aide d'une transmission constituée la plupart du temps par un dispositif à air comprimé ou à pression d'huile. Ce dispo- sitif occasionne une augmentation du poids de la partie mobile et nécessite sa suspension par exemple au moyen d'un palan, ce qui restreint encore la mobilité.
Dans la machine électrique à souder par résistance, objet de l'invention, on remédie aux inconvénients rap- pelés ci-dessus en fixant ou en montant les électrodes de soudure et les organes qui les portent directement sur le
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boîtier de la machine qui entoure le transformateur et cons- titue également l'enroulement secondaire de ce dernier, au moins l'un des porte-électrodes étant élastique ou encore porté ou guidé par une partie élastique du boîtier de façon que la transmission du courant secondaire aux électrodes se fasse exclusivement par cette partie.
Du fait également que l'une ou plusieurs des parties qui portent les électrodes sont élastiques, la mobilité re- lative des électrodes, nécessaire à leur rapprochement et à leur écartèrent, est assurée et la transmission du courant secondaire aux électrodes peut être réalisée exclusivement par ces parties sans qu'il soit besoin de conducteurs flexi- bles additionnels.
En outre, on peut agencer avantageusement les organes destinés au réglage progressif de la pression des électro- des et à l'écartement de ces dernières sans nuire à la mo- bilité. On prévoit, en particulier, que l'un de ces deux temps du mouvement des électrodes peut être réalisé au moyen d'un dispositif pneumatique ou hydraulique - par utilisation le cas échéant, de l'eau de refroidissement - et que l'autre peut être assuré par une force de ressort qui peut être éga- lement fournie par les parties élastiques qui portent les électrodes.
Selon une particularité de l'invention, les parties élastiques de liaison sont constituées, de préférence, d'une part par le fond du boîtier comportant une élasticité appro- priée ou une paroi intermédiaire montée dans le boîtier de la machine et, d'autre part, par le bras qui porte l'élec- trode mobile.
Comme organe de commande du mouvement des électrodes, selon une autre particularité de l'invention, on utilise la poignée du bloc porte-électrodes.
Grâce à la suppression des câbles de liaison et des
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pertes ou résistances qu'ils provoquent (pertes de ligne et résistances de passage) le rendement électrique du trans- formateur se trouve considérablement amélioré et, de ce fait, ce transformateur peut, pour une machine de puissan- ce déterminée, être si réduit par rapport aux réalisations connues mentionnées ci-dessus, que l'on peut envisager sa réunion constructive avec le bloc porte-électrodes. Il en résulte un appareil à souder, réduit à ses parties stricte- ment essentielles, parfaitement maniable et d'utilisation facile.
Cet appareil peut être suspendu, par un joint du type Cardan ou par un montage à possibilité de rotation au- tour de plusieurs axes, sur un double levier équilibré pouvant osciller et tourner en tous sens et desservir ain- si un champ de travail aussi important que possible.
La structure simple de la machine à souder objet de l'invention convient particulièrement aux modes de réalisation du type fixe qui, par suite de la possibilité de déplacement des arbres porte-électrodes et des éléments qui commandent la pression des électrodes, ainsi que par suite de la possibilité de montage de porte-électrodes par- ticulièrement adaptés aux travaux spéciaux les plus divers peuvent trouver leur application pour la soudure de pièces ou de parties d'accès très difficile - tuyaux de toutes longueurs, soudure de joints longitudinaux et transversaux de récipients ainsi que soudure intérieure (avec électrodes éloignées par pression l'une de l'autre).
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les par- ticularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un bloc porte- électrodes réalisé selon l'invention et comportant un bâti transportable et réglable.
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La fig. 2 est une coupe horizontale de la tête de sou- dage de la fig. 1.
Les fige 3 à 5 représentent des variantes de l'agen- cement des porte-électrodes et de la commande des électrodes.
Les fig. 6 à 8 représentent des modes de réalisation de machines fixes.
Le transformateur, avantageusement réalisé, pour des raisons d'économie de poids, sous forme de transforma- teur d'entrée, comporte l'enroulement primaire 1 et le boîtier 2 servant de secondaire. Les deux électrodes ponc- tuelles 3 sont montées dans les porte-électrodes 4 et 5, le porte-électrodes 4 étant directement fixé à la tête 6 du boîtier et le porte-électrodes 5 étant relié au bras porte- électrodes 7 qui traverse le transformateur selon son axe, ce bras ayant, d'une part, un jeu latéral dans l'ouverture 8 de la tête du boîtier et étant, d'autre part, porté par la plaque élastique 9 montée sous forme de cloison intermé- diaire dans le boîtier ou pouvant, également, constituer le fond de ce dernier.
Lorsque pour l'écartement et le rappro- chement des électrodes on fait osciller latéralement le bras 7 et le porte-électrodes 5, la réaction de ce mouvement est absorbée par l'élasticité de la plaque 9. Le mouvement latéral du bras 7 est commandé par deux organes de pres- sion qui l'attaquent de part et d'autre au voisinage de son extrémité libre. Comme on peut le voir sur la figure 2, au repos, les électrodes sont écartées sous l'action d'un res- sort de compression 10. Les électrodes peuvent être rappro- chées et pressées l'une sur l'autre, c'est-à-dire de part et d'autre de la pièce à souder, au moyen d'un dispositif à piston 11 hydraulique ou pneumatique que l'on peut commander et régler progressivement, pour obtenir la pression d'élec- trodes voulue, àl'aide de la poignée 12 réalisée sous forme
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de tiroir rotatif.
La conduite 13 établit la liaison avec le réservoir du fluide sous pression.
Pour que la soudure soit effectuée de façon correcte, il est nécessaire que le courant ne soit mis que lorsque les électrodes ont atteint leur position finale, c'est-à- dire après l'établissement de la pression d'électrodes vou- lue. Selon une particularité de l'invention, ceci est réa- lisé par un couplage de l'interrupteur avec la poignée tournante 12, tel que la mise du courant ne s'effectue que lorsque la poignée tournante a atteint sa position finale après l'actionnement du dispositif à piston, donc lorsque la pression des électrodes est complètement établie.
14 désigne la deuxième poignée de manoeuvre du bloc et 15 le câble d'amenée de courant. Lors de la mise sous pres- sion des électrodes par actionnement de la poignée tournan- te, le bras 7 se déplace à l'encontre du ressort 10 et com- prime ce dernier, ce qui lui donne la tension nécessaire pour séparer ultérieurement les électrodes (lorsque l'on supprime la pression).
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 1 on prévoit que la colonne 16 du bâti 17 sert de réservoir intermédiaire à air comprimé et, à cet effet, l'extrémité de la colonne porte une soupape de réglage 18. La possibi- lité de déplacement du bloc porte-électrodes est assurée par le montage en parallélogramme des deux leviers porteurs 19 et 20 qui sont équilibrés par le contrepoids 21. La la- titude de rotation en tous sens est réalisée par articula- tion à trois axes à la Cardan autour des pivots 22,23 et 24. Pour des raisons de simplicité, on n'a pas représenté sur la fig. 1 les conduites ou conducteurs d'alimentation en pression hydraulique et en courant électrique.
Dans un autre mode de réalisation de la machine à sou- der, objet de l'invention, on prévoit une plaque de fond 9
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rigide et un bras 7 constitué par une barre élastique pou- vant travailler à la flexion ; des éléments de pression et le fonctionnement peuvent être les mêmes que ceux que l'on a décrits ci-dessus. Pour obtenir une plus grande possibilité d'oscillation du bras porte-électrodes, il est possible également de réaliser de manière élastique aussi bien le fond du boîtier ou la paroi intermédiaire que le bras porte-électrodes.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les dimensions des parties élastiques sont calculées de telle manière que leur force élastique assure totalement ou au moins en partie la pression d'électrodes ou l'effort de séparation des électrodes.
Il va de soi qu'il est possible d'agencer de manière inverse, par rapport au mode de réalisation de la fig. 2, les deux organes de pression, c'est-à-dire de prévoir le dispositif hydraulique ou pneumatique pour l'écartement des électrodes et le ressort de compression pour leur rap- prochement. Dans ce cas, la pression du ressort est de préférence réglable ou encore le ressort peut être réglé à la pression d'électrodes voulue par une vis appropriée.
Le mode de réalisation représenté sur les fig. 3 et 4 illustre une solution de ce genre dans laquelle la structu- re est, en principe, analogue à celle de la fig. 2. Le fond 25 du boîtier est ici constitué par une plaque rigide mais, par contre, le bras porte-électrodes 26 est réalisé à l'aide d'une barre élastique travaillant à la torsion et qui sert de ressort principal pour l'établissement de la pression d'électrodes. Les porte-électrodes 4 et 5 sont perpendiculaires au corps du boîtier 2. L'écartement des électrodes est ici réalisé par le dispositif à piston 11.
Le ressort supplémentaire 10, qui peut être réglé à l'aide
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de la poignée 14 et d'un écrou 27, sert au réglage commode de la pression des électrodes.
La fig. 5 montre une autre variante du bloc porte- électrodes objet de l'invention dans lequel la paroi inter- médiaire du boîtier est constitué par une plaque élastique 28 pouvant être déformée par pression et qui porte, en son milieu, le bras 7 qui assure la liaison avec le porte- électrodes mobile 5, cette fois oscillant, et doit être suf- fisamment élastique pour ne pas restreindre les possibili- tés de déplacement du porte-électrodes 5. L'écartement des électrodes est réalisé par pression exercée sur la plaque élastique 28 à l'aide d'un sac ou membrane 29 soumis à la pression d'un fluide. Comme fluide, on peut, avantageuse- ment, utiliser l'eau de refroidissement amenée par simple dérivation sans qu'il soit nécessaire de prévoir un système de conduites de sorte qu'il n'est plus besoin d'un réservoir à fluide particulier.
L'eau de refroidissement et l'eau ser- vant à établir la pression peuvent être amenées en série ou en parallèle.
Dans le cas d'une alimentation en parallèle, il faut prévoir un étranglement approprié pour donner toute la pres- sion à l'eau qui sert au réglage des électrodes. On peut, également, combiner les alimentations en série et en paral- lèle, l'eau d'établissement de la pression, une fois libé- rée, s'ajoutant alors à l'eau de refroidissement normale.
L'utilisation de l'eau de refroidissement comme fluide sous pression est également possible dans les modes de réa- lisation décrits ci-dessus.
En ce qui concerne l'appareil à souder à main objet de l'invention, d'autres modes de suspension de types connus, tels que : oscillants, suspensions pendulaires ou à la Cardan ainsi que leurs diverses variantes et combinaisons sont également applicables.
Les figures 6 et 7 représentent, en perspective, et
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en coupe transversale un exemple de réalisation d'une machi- ne à souder à molette du type fixe. Dans ce cas également, le boîtier 2 qui entoure l'enroulement primaire 1 sert de secondaire au transformateur et le fond élastique 9 du boî- tier assure la transmission du courant secondaire à l'arbre porte-électrodes mobile entraîné 45. Le fond 9 absorbe élas- tiquement les réactions dues au déplacement de l'arbre 45.
Pour assurer un bon passage du courant par l'arbre porte-électrodes mobile, on prévoit un guidage de ce der- nier dans un long palier 46 solidaire du fond 9. L'arbre- porte-électrodes 45 qui traverse la paroi frontale du boî- tier par une ouverture allongée 47 et porte l'électrode 48 réalisée sous forme de molette, est entraîné, au moyen d'un couple conique 49, par une transmission à réglage progres- sif montée dans la boîte 50. Pour assurer une admission et une évacuation commodes de l'eau de refroidissement à la molette 48, l'arbre 45 est, de préférence, perforé axiale- ment.
Sous l'arbre entraîné est monté, dans une console 53, l'arbre non entraîné 51 qui porte la molette 52 opposée à la molette 48 précitée. La console 53 est susceptible d'un réglage vertical pour l'adaptation à la hauteur de la piè- ce à souder, par exemple dans le cas de soudure de tôles sur des U ou des cornières.
Pour adapter le porte-à-faux des molettes à la forme de la pièce à souder, les deux arbres porte-électrodes peu- vent être déplacés axialement dans leurs paliers, entre cer- taines limites.
Les deux molettes sont simplement fixées en bout de leur arbre à l'aide d'un boulon, de sorte que l'on peut aisément, en cas de besoin, les remplacer par des électro- des ponctuelles (dans ce cas on empêche naturellement les arbres porte-électrodes de tourner et l'entraînement de- vient inutile).
Le dispositif servant à établir la pression d'électro- @
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des est le suivant : l'arbreporte-électrodes mobile est entouré, à proximité de la paroi frontale du boîtier, par un collier 54 qui comporte une tige verticale descendante munie d'un alésage taraudé avec lequel vient en prise une broche filetée 55 munie à son extrémité inférieure d'une manivel- le à main 56. La broche porte deux butées 57 et 58 qui s'ap- puient sur deux coupelles à ressort 59 et 60 dont la latitu- de de déplacement est limitée par deux appuis 61 et 62 fixés à la paroi du carter de la machine. Entre ces deux coupel- les est placé le ressort de compression 63.
En tournant la manivelle, on visse ou en dévisse la broche par rapport à la tige et l'on modifie d'une part la tension du ressort et, même d'autre part, en franchissant une tension préalable mi- nimum, le sens d'application de cette tension. A l'aide de ce dispositif on peut donc, de manière simple, d'une part modifier la valeur de la pression des électrodes et, d'autre part également, inverser le sens de cette pression, c'est-à- dire effectuer un réglage de manière que les électrodes soient rapprochéesou écartées l'une de l'autre. Le premier cas correspond à l'agencement usuel pour la soudure de piè- ces plates ou pour la soudure de joints transversaux de ré- cipients ou de tuyaux. Le deuxième cas (électrodes repous- sées l'une de l'autre) doit, par exemple, être envisagé pour la soudure d'une bride sur un tuyau.
L'écartement des électrodes est réalisé à l'aide d'une pédale 64 dont le mouvement est transmis au collier 54 par une tringlerie 65-66. Par modification du point d'attaque de la tringle 65, on peut transformer la pédale 64 en levier du premier genre (position 65) ou du deuxième genre (posi- tion 65') et ainsi faire concorder le mouvement du levier 66 et du collier 64 avec le sens d'action du ressort 63. Au lieu de changer de place le boulon 67, on peut également, par exemple, utiliser deux boulons couplés entre eux, dont l'un peut coulisser librement dans une fente de la tringle.
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Dans ce cas on peut inverser la timonerie en provoquant au- tomatiquement le mouvement du boulon par celui d'une des deux coupelles.
Pour rendre la machine à souder aussi universelle que possible, c'est-à-dire pour l'adapter à toutes les positions de joints de soudure envisageables, selon une particularité de l'invention, l'organe qui porte l'électrode non entraînée est amovible, de sorte que, pour chaque application, on peut monter un porte-électrodes de forme appropriée.
Un mode de réalisation de ce genre est représenté sur la figure 8. Sur une machine à souder à molettes du type re- présenté sur la figure 6, l'organe qui porte la molette infé- rieure 52 est constitué par un étrier horizontal 68, en forme d'U, fixé à la machine aux lieu et place de la console 53; on peut ainsi effectuer la soudure des joints longitudinaux de récipients et de tuyaux, sans l'aide du dispositif d'en- traînement usuel compliqué des électrodes utilisé jusqu'ici.
Pour raccourcir le trajet du courant, on prévoit un pont réglable 69 monté dans l'étrier 68 ou sur ce dernier pour adapter la longueur utile du porte-élëctrode à la longueur de la pièce à souder.
Dans un autre mode de réalisation, pour porter la deuxième molette on prévoit, au lieu de l'étrier 68, l'uti- lisation d'un appui spécial, installé à côté du carter de la machine et relié électriquement à ce dernier.
Dans un mode de réalisation particulier de la machine à souder à molettes objet de l'invention, l'étrier porte- électrodes ou l'appui spécial est incurvé en forme d'U et pré- sente dans le prolongement du joint de soudure une barre min- ce de longueur suffisante de sorte que pour la soudure de tu- yaux relativement longs, l'on peut guider les deux arêtes de tôle écartées de part et d'autre de cette barre.
Il va de soi que des modifications peuvent être appor- tées à la machine électrique à souder qui vient d'être décri-
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te notamment par substitution de moyens techniques équiva- lents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présen- te invention.
REVENDICATIONS.
L'invention comprend notamment:
1 ) Une machine électrique à souder par résistance pour soudure par points ou par joints, dont la particulari- té consiste en ce que les électrodes et les organes qui les portent sont directement montés ou fixés sur le boîtier de la machine qui entoure le transformateur et constitue éga- lement le secondaire de ce dernier, l'un au moins des porte- élëctrodes étant élastique ou encore porté ou guidé par une partie élastique du boîtier, de sorte que la transmission du courant secondaire aux électrodes s'effectue exclusive- ment par cette partie.
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