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APPAREIL A SOUDER PAR COMPRESSION.
Cette invention se rapporte à des appareils à souder par compres- sion.
Dans le domaine des câbles électriques à remplissage de fluide, par exemple à renplissage d'huile, il est connu de prévoir des moyens de compenser les dilatations et les contractions de remplissage d'huile pro- voquées par les variations de la température. Dans ce but on emploie des récipients flexibles et expansibles, remplis de gaz et un type connu de re- cipient ou de capsule à remplissage de gaz comprend deux disques métalli- ques circulaires à rebords, hermétiquement scellés ensemble par brasure ou soudure le long de leurs rebords jointif s. Pour fabriquer ces capsules, on doit employer un tube de remplissage et après remplissage au moyen d'un gaz tel que de l'air à la pression voulue, on scelle ce tube.
Cette façon de procéder est relativement longue et peu satis- faisante, du fait que des fuites peuvent se produire facilement et l'inven- tion a pour but de procurer un appareil à souder par compression qui permet- te d'exécuter ces capsules à remplissage de gaz d'une manière simple et com- mode.
L'appareil servant à assembler des pièces métalliques du réci- pient qui sont susceptibles d'être soudées par compression et pour remplir le récipient par exemple d'un ou de plusieurs gaz à une pression appropriée, ou faire le vide dans ce récipient, comprend une chambre fermée constituée par un cylindre et un piston disposés de manière à coopérer pour produire le soudage par compression, la pression de soudage étant appliquée au système piston-cylindre après le remplissage ou l'évacuation de la chambre et du récipient.
De préférence, on emploiera le soudage par compression à froid bien qu'une certaine quantité de chaleur puisse être appliquée dans certains cas en outre de la pression.
La pression dans le récipient peut être obtenue par des moyens externes ou bien elle peut être obtenue simplement par compression dans le
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Le cylindre peut être muni d'un outil à souder par compression à froid ou peut constituer cet outil et le piston peut porter un outil coo- pérant de soudage par compression à froid ou constituer cet outil ou servir à l'actionner.
La paroi du cylindre peut être forée pour le passage du fluide.
Si deux disques d'aluminium en forme de cuvette devant être as- semblés hermétiquement par leurs bords, les outils coopérants doivent être circulaires pour attaquer les disques près de leurs bords. Les outils peu- vent être formés par des épaulements en saillie sur la tête du piston et sur le fond du cylindre.
Différentes formes d'exécution d'appareils suivant la présente invention seront décrites à titre d'exemples avec référence au dessin an- nexé, dans lequel Fig. 1 montre, quelque peu schématiquement, en coupe axia- le, une forme d'exécution d'un appareil pour remplir d'air et sceller des capsules à air comprimé pour câbles à remplissage d'huile; Fig. 2 montre en coupe axiale une autre forme d'appareil pour faire le vide dans des cham- bres d'ionisation genre capsules manométriques de condensateurs et les scel- ler, et la Fig. 3 montre un détail d'une lampe de radio. Pour plus de sim- plicité, les mêmes pièces sont désignées par les mêmes chiffres de référen- ce sur les Figs. 1 et 2.
Sur la Fig. 1. L'appareil servant à remplir d'air et sceller les capsules à air comprimé pour câbles électriques à remplissage d'huile, faites de disques en aluminium pur du commerce, comprend un fond en acier doux 1, de section transversale circulaire qui est alésé axialement pour former un cylindre. L'alésage du cylindre est tel que les disques 2 dont la capsule est formée s'y logent librement et au fond du cylindre se trou- ve un épaulement en saillie 3 régnant sur tout le pourtour du fond sous forme d'un anneau dont le diamètre est légèrement inférieur à celui de l'a- lésage.
Le sommet de l'épaulement 3, qui est usiné au tour dans le mé- tal du fond 1, est plan, c'est-à-dire que le sommet de l'épaulement 3 for- me un anneau plat dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'alésage; l'é- paulement 3 constitue l'un des éléments d'une paire d'outils à souder par compression à froid, de forme annulaire. En réalité, l'épaulement 3 est for- mé sur le bord interne d'un gradin 4 sur le pourtour du fond de l'alésage et pour que de l'air puisse être amené au cylindre, un passage d'air 5 est foré dans le fond 1, parallèlement au fond de l'alésage, de même qu'un branchement 6 aboutissant du côté intérieur de l'épaulement 3 et du gradin
4 et qu'un autre branchement 7 aboutissant à l'extérieur de l'épaulement 3.
Un tube 8 portant un manomètre 9 est vissé dans le passage d'air 5 et de l'air comprimé peut être envoyé dans le tube 8 à l'aide de robinets appro- priés (non représentés).
Un piston 10 mobile dans le cylindre est aussi fait en acier doux et la partie inférieure de ce piston présente un gradin 11 et un épau- lement 12 complémentaires par rapport au gradin 4 et à l'épaulement 3 ména- gés sur le fond de l'alésage du cylindre. L'épaulement 12 du piston 10 con- stitue l'autre élément de la paire d'outils à souder par compression à froid, et un passage d'air 13 relie un point situé radialement à l'extérieur de l'é- paulement 12 du piston 10 à un point situé radialement à l'intérieur du gra- din 11 du piston 10.
Le piston 10 ne comporte pas de tige et la hauteur du cylindre 1 de même que la longueur axiale du piston 10 sont déterminées de telle ma- nière que lorsque le sommet du piston se trouve à fleur du sommet du cylin- dre on obtient la réduction voulue d'environ 70% de l'épaisseur totale des deux couches d'aluminium à l'endroit de la soudure. Pour obtenir la pres- sion de soudage nécessaire on place le piston et le, cylindre entre les pla- teaux 14 d'une presse et on refoule le piston 10 pour effectuer le soudage.
@ une variante, des arrêts convenables peuvent être aménagés et le piston peut être actionné par une tige de piston accouplée à une presse ou
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faisant partie d'une presse.
Les disques 2 qui doivent être assemblés hermétiquement sont légèrement concaves et présentent des bords périphériques plats 15, de telle sorte que lorsqu'ils sont placés exactement dans la position voulue l'un par rapport à l'autre les parties principales des disques sont espa- cées de manière à former une chambre pour recevoir de l'air; après avoir nettoyé à la brosse racleuse rotative les surfaces en regard qui doivent être soudées ensemble, on place la paire de disques 2 dans le cylindre 1 sur l'outil à souder inférieur, c'est-à-dire l'épaulement 3.
Pour effectuer le soudage, on place alors le piston 10 dans le cylindre 1, on y refoule de l'air par le tube 8, à la pression nécessaire, et on repousse le piston 10 de haut en bas au moyen des plateaux 14 de la presse pour souder les bords 15 des disques 2 entre eux. L'air est empri- sonné dans la cartouche sous pression ainsi formée à la pression voulue et lorsque la pression de la presse sur le piston 10 et le cylindre 1 ces- se de s'exercer, la pression de l'air dans l'espace entre le piston 10 et le fond 1 contribue à soulever le piston 10 du cylindre.
Comme c'est mentionné ci-dessus, la réduction d'épaisseur au joint soudé est d'environ 70% de l'épaisseur combinée des deux bords 15.
La largeur dans le sens radial des sommets plats des épaulements 3 et 12 est convenablement déterminée de manière à correspondre au calibre des disques 2, mais sur la Figure, on a représenté ces épaulements pour plus de clarté comme s'ils présentaient une largeur radiale plus grande.
Au lieu d'employer des outils à dessus plat, on peut aussi u- tiliser des outils légèrement arrondis, mais en tout cas le rayon de l'ar- rondi doit être relativement grand relativement de l'épaisseur de la piè- ce soudée. En outre, il n'est pas nécessaire que les outils de soudage soi- ent faits d'une pièce avec le piston 10 et le cylindre 1 ; on le désire les outils peuvent être simplement portés par ces pièces ou y être fixés.
Dans le cas où l'on désire créer le vide dans un récipient à soudure annulaire ou remplir un tel récipient d'un gaz autre que l'air, on relie le tube 8 à une pompe aspirante, et si c'est nécessaire par l'in- termédiaire d'un robinet à deux voies, à une source fournissant le gaz vou- lu.
Un appareil quelque peu différent pour évacuer et souder des chambres d'ionisation genre capsules manométriques de condensators, com- portant deux cuvettes peu profondes en aluminium soudées ensemble à froid sur le pourtour de leurs bords, est représenté sur la Fig. 2 des dessins.
Ces capsules comportent une électrode interne isolée pourvue d'un conduc- teur passant par l'intermédiaire d'une borne isolée à travers la paroi de la capsule, les cuvettes formant l'autre électrode. Sur la Fig. 2, le pis- ton et le cylindre occupent des positions inverses de celles qu'ils occu- pent dans le dispositif représenté sur la Fig. 1 et dans la variante con- sidérée, le piston 10 est boulonné à une plaque de base carrée 15 en acier doux. Le piston 10 repose à plat sur la plaque 15 et celle-ci est pourvue sur le pourtour du bord inférieur du piston, d'une rainure 16 dans laquel- le est logée une bague en caoutchouc 17 résistant à l'action de l'huile, mise en place sous tension. Les fonctions de cette bague 17 ressortiront de la description qui suit.
Le dessus de piston 10 est pourvu d'un gradin 11, qui entoure un renfoncement 21, ménageant la place nécessaire à la borne de la capsule, et d'un épaulement de soudage 12. Un passage 13 relie les es- paces situés à l'intérieur et à l'extérieur de l'épaulement 12.
Le cylindre est constitué par une pièce tubulaire 18 comportant un chapeau 19 qui en ferme le sommet, ce chapeau étant boulonné en place et le joint 20 entre -Le chapeau 19 et la pièce 18 étant rendu étanche ; lecylindre est pourvu, comme précédemment, d'un gradin 4 et d'un épaulement de soudage 3. Un passage 5, menant à des passages 6 et 7 à l'intérieur et @ de l'épaulement 3, est ménagé dans le chapeau 19.
Pour faire le vide dans une capsule et la sceller, on place les
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deux cuvettes, dont les surfaces à souder ont été nettoyées au moyen de brosses racleuses par exemple, l'une sur l'autre sur le piston 10, la borne de la capsule se logeant dans le renfoncement 21. On rapproche alors le piston et le cylindre l'un de l'autre de manière que le cylindre 18 rencon- tre et comprime légèrement la bague 17, mais est empêché de se fermer entiè- rement par des arrêts amovibles (non représentés). Les cuvettes sont ainsi maintenues dans une chambre étanche à l'air, mais aucune pression n'est exer- cée sur les surfaces jointives des deux cuvettes de telle sorte que l'air peut s'échapper tout à fait librement de l'espace compris entre elles.
L'air est alors aspiré de la chambre par le passage 5 ménagé dans le chapeau 19, jusqu'à ce que le vide nécessaire soit obtenu, puis les arrêts sont enlevés et on fait alors descendre le cylindre entièrement sous l'action d'une pres- se, pour souder à froid les cuvettes ensemble. La rencontre du fond de la pièce 18 avec la face de la plaque 15 empêche une inter-pénétration des é- paulements 3 et 12 dans le métal des cuvettes et règle ainsi le pourcenta- ge de la réduction d'épaisseur du joint annulaire soudé.
L'invention peut aussi être appliquée à la production du vide dans les lampes de radio et au scellement de ces valves lorsqu'elles présen- tent des parties métalliques susceptibles d'être soudées par compression à froid, pour former une partie de l'ampoule de la lampe. Ainsi, deux rebords radiaux ménagés sur des pièces tubulaires en cuivre d'une lampe de radio peuvent être soudés ensemble par compression à froid dans un appareil du type général ci-dessus décrit avec référence aux Figs. 1 et 2. En vue d'em- pêcher une déformation ou une erreur de mise en place des pièces tubulaires, les parties de ces rebords qui sont soudées ensemble peuvent être reliées aux pièces tubulaires par des parties susceptibles de fléchissement.
Ainsi, comme le montre la Fig. 3, un rebord radial 22 peut présenter une épaisseur assurant la résistance voulue au point 23 où il est raccordé à une pièce tu- bulaire 24 et une épaisseur plus faible sur la majeure partie 25 de sa sur- face à distance du joint avec la pièce tubulaire 24.
L'appareil à souder par compression peut comporter des connexions électriques pour permettre le traitement d'une lampe pendant qu'elle s'y trouver en .place..¯ et la cuisson usuelle de même que le chauffage par les courants de Foucault des parties de la lampe pour l'expulsion des gaz peuvent avoir lieu pendant que la lampe se trouve dans l'appareil. Ainsi, l'appareil peut comporter dans la chambre hermétique une résistance de chauffage et une bobine E.C.H.
Lorsqu'on applique l'invention à la fabrication de tubes à ray- ons cathodiques, comportant un écran de verre plat de qualité supérieure scel- lé à un corps métallique en forme d'entonnoir supportant le système des élec- trodes, le corps peut être fait en deux pièces et en un métal tel que le cui- vre, susceptible d'être soudé par compression à froid. Des rebords radiaux de ces deux pièces seront soudés ensemble dans un appareil du genre décrit ci- dessus. On peut sceller dans un anneau en cuivre ayant dans l'ensemble une section en cornière, un disque en verre plat et souder le rebord radial de l'anneau à un rebord correspondant d'une partie du corps en forme d'entonnoir.
REVENDICATIONS.
1. Appareil pour souder ensemble des parties métalliques d'un ré- cipient soudables par compression et pour remplir le récipient, par exemple, d'un ou de plusieurs gaz à la pression voulue ou créer le vide dans ce réci- pient, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre fermée formée par un piston et un cylindre destinés à coopérer pour effectuer le soudage par com- pression, la pression de soudage pouvant être appliquée sur le piston et le cylindre après remplissage ou production du vide dans la chambre et le réci- pient.
2. Appareil suivant la revendications 1, caractérisé en ce que le piston et le cylindre sont agencés pour effectuer le soudage par compres- sion à froid des pièces métalliques.
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