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APPAREILS ELECTRIQUES SERVANT POUR PRODUIRE UN RECHAUFFEMENT 'LOCAL ELEVE, PLUS PARTICULIEREMENT AUX SOUDEUSES.
Cette invention a trait à des perfectionnements aux appareils électriques servant pour produire un réchauffement local élevé, plus parti- culièrement aux soudeuses aptes à être appliquées aux dispositifs thérapeu- tiques, tels que des thermo-cautères, des appareils pour endoscopie et d'au- tres appareils analogues.
Les appareils électriques suivant l'invention réunissent les avantages de la rapidité d'entrée en action, sûreté de fonctionnement., mania- bilité, simplicité de commande,, durée élevée des pointes de soudure., tous ces effets dérivant de la disposition particulière des différentes parties et des propriétés des matières employées.
D'autres caractéristiques de ces appareils seront mieux compri- ses de la description qui suite se référant aux dessins ci-joints, où :
La figure 1 est un schéma général d'une première réalisation de l'appareil;
Les figures 2 et 3 montrent des'détails à échelle agrandie d'une pointe de soudure;
La figure 4 montre un détail, également à échelle agrandie, d'une autre réalisation de la pointe pour soudeuse, et
La figure 5 est une vae en coupe sur la ligne V-V de la figure 4.
La figure 6 est une variante du schéma électrique de l'appareil suivant l'invention;
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La figure 7 est une élévation en coupe partielle d'une soudeuse, dans laquelle on applique le circuit d'après la fig. 6;
La figure 8 est une autre variante du schéma électrique de l'ap- pareil selon l'invention;
La figure 9 est une vue latérale d'une soudeuse, appliquant le circuit d'après la figure 8;
La figure 10 est une vue en coupe sur la ligne X-X de la figure 9, et
La figure 11 est une vue en coupe à plus grande échelle de la pointe de la soudeuse montrée à la figure 9, suivant une autre réalisation de la pointe de soudure.
La figure 12 est une élévation d'une soudeuse fixe,
La figure 13 est une coupe longitudinale partielle à plus gran- de échelle de la figure 12;
La figure 14 est une coupe sur la ligne XIV-XIV de la fig. 13 et
La figure 15 est une vue en perspective d'une soudeuse à la main.
A la figure 1, la première réalisation du dispositif suivant l'invention comporte un transformateur T, dont l'enroulement primaire 1 est généralement à prises multiples pour s'adapter aux différentes tensions de la ligne. L'une des bornes 2 de l'enroulement primaire est relié à travers un contact mobile à fiche 2 à l'un des fils 4 d'une ligne d'alimentation de courant, l'autre borne 2 de l'enroulement primaire étant relié, à l'aide d'une autre borne 5, ou bien directement, à un conducteur 6. L'autre fil 4' de la ligne est relié à travers le contact mobile à fiche 3' à un deuxième contact à fiche 5', duquel se branche un autre conducteur 6'.
Les bornes 7,7' de l'enroulement secondaire à basse tension sont reliées à travers les contacts à fiche''9,9', ou bien directement, aux conducteurs 10, 10' L'un des'éléments de contacts mobiles à fiche 3,3' est solidaire de la boîte S renfermant le transformateur T, les autres éléments faisant partie d'une prise usuelle de courant. Analoguement, l'un des éléments des contacts mo- biles à fiche 5,5' et 9,9' est solidaire de la boîte S, les autres deux pai- res restantes d'éléments faisant partie d'une fiche mobile à quatre contacts, de laquelle se branche un câble flexible, contenant les conducteurs 6,6' et 10, 10' et allantà l'appareil d'utilisation du courant.
Les conducteurs 6',6' et la,la' peuvent aussi se relier directement, sans l'emploi des fiches mobiles ci-dessus décrites. L'appareil d'utilisation du courant comporte, , par exemple une poignée 11, préférablement en matière isolante, dans laquelle arrive le câble contenant les conducteurs 6,6' et 10,10'. Les conducteurs la,la' sont reliés séparément aux étuis métalliques: 12,12' prévus dans la tête de la poignée. Par contre, les conducteurs 6,6' aboutissent aux deux éléments 13,13' d'un interrupteur. L'un de ces éléments est constitué par . une lame élastique 13', contrôlée par un bouton à pression 14 dépassant hors de la paroi,,de la poignée creuse 11.
L'organe destiné à utiliser les effets thermiques du courant comporte, par exemple, une fourchette métalli- que, comportant deux branches 15,15' tenues en position par un collier mé- tallique isolé 16, et aux extrémités desquelles est reliée un anse 17 en fil métallique à résistivité élevée. Pour l'utilisation de l'appareil les deux branches 15, 15' de la fourchette sont emboîtées dans les étuis 12,12' de la poignée 11.
Pour mettre l'appareil en action, l'opérateur saisissant la poignée 11 ferme temporairement l'interrupteur 13,13' en pressant le bouton à pression 14. C'est alors que l'enroulement primaire est relié à
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la ligne et que le courant basse tension, induit dans l'enroulement secon- daire 8,réchauffe l'anse 17 constituant par exemple un thermo-caurère; dès que l'on lâche le bouton 14, le circuit primaire est interrompu et le flux du courant dans l'enroulement secondaire cesse. Grâce à cette disposi- tion, le transformateur est contrôlé à distance et n'est relié que lorsqu'il est nécessaire de mettre en fonction la partie opérante 1.
On évite ainsi toute consommation inutile de courant et$) ce qui est plus important, l'on , évite de maintenir le transformateur sous charge lorsque l'appareil est inac- tif. L'interrupteur à pression est préférable parce qu'il s'ouvre automa- .
'tiquement des que Inaction sur le bouton à pression cesse. I'on peut cepen- dant utiliser un interrupteur à déclenchement en adoptant la précaution de l'ouvrir à la fin du fonctionnement.
L'appareil décrit ci-dessus est tout particulièrement convena- ' ble pour l'actionnement de soudeuses. Dans ce but, l'anse 17 est insérée, convenablement isolée, dans une fissure appropriée de l'élément 18 consti- tuaht la pointe de soudure., comme montré en détail aux figures 2 et 3.
Cette fissure peut arriver jusqu'à l'extrémité devant de la pointe 18, de façon à amener et maintenir la pointe à la température requise avec une con- sommation minimum de courant. L'anse étant composée par peu de millimètres de fil de résistance de grosseur considérable, assure une durée très élevée de cet élément réchauffant, en évitant les remplacements fréquents et coû teux des résistances des soudeuses électriques usuelles à courant continu.
Les avantages de ce nouveau système de soudeuse sont évidents;, notamment a) - l'énergie électrique n'est consommée que pendant le peu de secondes où l'on doit exécuter la soudure; b) - la chaleur est utilisée d'une manière plus rationnelle et plus économique., puisqu'elle est concentrée à la pointe de soudure; c)- - on évite le danger de laisser la soudeuse reliée au réseau d'énergie électrique, grâce à l'interrupteur commandé par le bouton à pres- sion; d) - on réalise un refroidissement rapide,, la masse de métal étant petite.
Si l'on désire réaliser un appareil pour endoscopie.. on rempla- ce l'anse 17 par un micro-lampe.
Aux figures 4 et 5, l'enroulement secondaire 8 (fig. 1) du trans- formateur T est relié au moyen de deux conducteurs 10,10' (fig. 1), également contenus dans le câble flexible, à deux baguettes métalliques conductrices 19, 20, reliées dans la partie devant de la poignée 11 (fig. 1), aux extré- mités desquelles sont fixés les bouts de la résistance de réchauffement en forme d'une anse 21 en fil métallique.
A l'extrémité devant des deux baguettes 19, 20 sont fixées;, à l'aide d'un rivet 22 ou bien par d'autres moyens.,deux plaques 23, 24 par l'interposition de matière isolante 25.
Les deux plaques 23, 24 serrent entre elles l'étui métallique 26, renfermant la résistance 21 s'étendant jusqu'à l'extrémité devant de l'étui et est isolée de l'étui par un isolant 27; entre l'étui 26 et les plaques 23 et 24 est agencée une couche de matière 28 isolante de la chaleur, par ex. du mica, de l'amiante ou autre matière équivalente.
La pointe de la soudeuse 26 est ainsi composée par une masse minima de matière, de manière qu'elle possède une inertie thermique faible, permettant une entrée en action prompte de la soudeuse, dès que l'on ferme l'interrupteur 13, 13' par la pression de la main sur le bouton 14 (fig. 1).
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Analoguement., dès qu'on lâche la pression sur le bouton, le refroidissement de la pointe 26 se produit très rapidement.
Dans le cas de soudeuses de petites dimensions, on raidit les deux baguettes 19,20 au moyen d'un collier métallique 16 (fig. 1) monté sur elles par l'interposition de matière isolante.
Au schéma montré à la fig. 6, 29 indique l'enroulement primaire du transformateur, alimenté sur la ligne L à travers un interrupteur 30.31 indique l'enroulement secondaire du transformateur, dont le circuit extérieur .est indiqué par 32. Ce circuit comporte une résistance de réchauffement 33 pour la pointe de soudure 34. Dans le circuit 32 est reliée une résistance inductive 35, enroulée sur un noyau annulaire en fer 36, un curseur tournant 37 permettant de relier dans le circuit 32 un nombre variable de spires de la résistance 35, permettant ainsi d'effectuer une alimentation réglable de la pointe de soudure.
La soudeuse montrée à la figure 7 comporte un étui 38 en matiè- re isolante, traversé par les conducteurs 32 dérivés de l'enroulement secon- daire 31 du transformateur.
A l'extrémité devant du corps 38 ces conducteurs sortent en forme de baguettes supportées, par l'interposition de matière isolante, par une plaque 39. Cette plaque présente, à sa partie centrale, un siège éga- lement revêtu en matière isolante, pour la pointe 34 qui est introduite de l'extérieur à travers les spires de la résistance de réchauffement 33.
40 indique un étui de protection qui est simplement introduit sur l'extré- mité devant du corps 38, dans lequel sont percés des trous de ventilation 40.
Grâce à ses dimensions très réduites, la soudeuse décrite ci- dessus, se prête tout particulièrement pour des opérations de soudure de pièces menues et, en général, à des points qui ne sont pas accessibles aux soudeuses usuelles.
Le schéma électrique représenté à la figure 8, diffère de ce- lui--selon la figure 6, en ce que la résistance inductive indiquée par 35 et enroulés sur un noyau 36, au lieu d'être réglable, peut simplement être reliée ou excluse du circuit 32 de l'enroulement secondaire 31.
Dans ce but, on dérive à un bout de la résistance un conducteur 41 aboutissant à un contact fixe 42, devant lequel est mobile un contact 43, relié électriquement au conducteur 32 et déplaçable à l'aide d'un bouton à pression 44.
A la position représentée au schéma, le bouton à pression 44 est soulevé et les contacts 42, 43 sont détachés, la résistance 35 étant ainsi insérée complètement dans le circuit *32.
Cette position correspond à la position normale de travail de la soudeuse. Si l'on abaisse par contre le bouton à pression 44, l'on pro- duit la fermeture des contacts 42, 43, et la résistance 35 est mise en court- circuit pour produire le réchauffement rapide de la pointe 34.
L'appareil représenté aux figures 9 à 11, appliquant le schéma de la figure 8, comporte une boîte 45 contenant le transformateur et la ré- sistance inductive 35. Cette boîte est munie d'une prise multiple 46 pour la connexion à des lignes à des tensions différentes. Un conducteur 32 sort de la boîte et aboutit au corps 47 de la soudeuse. Lorsque l'appareil.est à repos, le,corps 47 est inséré entre deux lames élastiques 48, fixées en haut à la boite 45 au moyen de deux plaques 49 servant comme poignées. A cette position, le corps 47 presse un bouton à pression 46 relié dans le circuit primaire 29, de façon à maintenir ce circuit ouvert.
En soulevant
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le corps 47 contre l'action des lames élastiques 48, le, bouton à pression 46 soumis à Inaction d'un ressorte non représenté au dessin, se soulevé en pro- duisant la fermeture de l'interrupteur correspondant et le passage du cou- rant dans le circuit-primaire. Le corps 47 présente en haut un bouton à pression 44 accomplissant la fonction décrite en se référant au schéma selon la fig. 8.
Deux étuis 50 s'étendent de la partie frontale antérieure du corps 47 et sont munis de deux trous axiaux, dans lesquels sont fixées, à l'aide de vis. de pression 51, deux fiches 52 ayant la.,fonction d'amener le courant à la résistance,de réchauffement 33. Les fiches 52 sont reliées entre elles par une enveloppe 53 par l'interposition de matière isolante.
L'une des fiches 52 est soudée à un étui métallique 54 contenant., par l'in- terposition d'une couche isolante 55, la résistance enroulée en hélice 33, dans laquelle l'on introduit la pointe 34. L'autre fiche 52 est par contre soudée à un bout de la résistance, dont l'autre bout est soudé à l'étui 54.
56 indique un bouchon en matière céramique, que l'on introduit de l'extrémité antérieure à l'intérieur de l'étui 54, et qui est muni d'un trou central pour le passage de la pointe 34.
Dans cet appareil, analoguement à celui montré à la figure 7, le replacement de la pointe s'effectue par la simple substitution de la sec- tion de fil en cuivre ou en un autre métal 34 Ce fil est convenablement soumis à une oxydation préalable, par ex. au moyen d'une flamme, en vue d'é- viter qu'il puisse court circuiter les spires de la résistance 33 avec la- quelle il est en contact direct pour la transmission rapide de la chaleur.
La pointe de soudure, décrite ci-dessus, peut être remplacée par celle re- présentée à la figure 4.
Aux figures 12 à 14, T indique un transformateurdont l'enrou- lement secondaire alimente, par les conducteurs 57 servant aussi comme sup- port, le courant basse tension pour le réchauffement de la pointe de soudu- re 58. Un réservoir..pour l'alliage de soudure est prévu sur la pointe 58 et est muni d'un couvercle 60 et d'une paroi intérieure 61 délimitant, avec la paroi 59, un interstice contenant une couche de matière isolante de la chaleur 62.
Une résistance électrique 63 est contenue dans l'épaisseur du fond du réservoir 59 et est protégée par des couches de matière isolante 64, la résistance s'étendant par sa partie 65 à l'intérieur de la pointe de soudure 58.
Un trou de coulée 66 est percé à la base de la paroi antérieure du réservoir 59, et une rainure est pratiquée dans la pointe 58, en formant un canal 67 pour amener l'alliage de soudure fondu à l'extrémité devant de la pointe. Le trou de coulée 66 est contrôlé par un goujon 68, oscillant solidaire d'un pivot 69, commandé au moyen d'un levier 70, monté latéralement au réservoir 59, et muni d'un index 71 coopérant avec une graduation 72 pré- vue sur la paroi du réservoir.
En déplaçant le goujon 68 contre Inaction d'un ressort de rappel 69, il est possible de régler la portée du trou de coulée pour produire la sortie.d'un jet continu ou bien de gouttes d'alliage de soudure fondu à travers le trou de coulée 66. L'alliage de soudure est maintenu à l'état fondu même lorsqu'il se trouve sur la pointe 58, cette dernière étant réchauffée par la section de résistance électrique qui y est englobée.
A la variante montrée à la figure 15, la soudeuse est munie d'un poignée 73 pour sa manoeuvre à la main.
Naturellement,la réalisation de l'appareil montrée aux figures 12 à 15 est applicable aussi à des soudeuses réchauffées à gaz ou par tout autre moyen.
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Normalement,les pointes de soudure sont établies en cuivre; cette matière présente, ainsi qu'il est connu, l'inconvénient de la forma- tion d'écaillés,ce qui nécessite un maintien coûteux, car on est oblige ¯ de limer fréquemment les pointes, en modifiant leur forme et leur masse aux frais du rendement de l'outil.
La durée de ces pointes est limitée, car on arrive rapidement à une usure telle qu'elle exige leur substitution complète.
Dans l'application particulière aux soudeuses décrites ci- dessus, dénommées rapides ou instantanées, l'emploi du cuivre comporte, en plus des inconvénients mentionnés ci-dessus, aussi celui d'une faible ré- sistivité, dans les cas où la pointe de soudure est en forme d'un fil ou ruban métallique plié en anse, faisant partie du circuit secondaire du trans- formateur d'alimentation, ce qui nécessite la disposition du transformateur dans le manche de l'outil, puisque l'emploi d'un transformateur séparé com- porterait l'emploi de câbles de connexion de section excessive. La soudeu- se est ainsi lourde et peu maniable.
Cette invention se propose d'éliminer les inconvénients susdits par l'emploi de pointes de soudure, caractérisées en ce qu'elles sont établies en nickel ou fer, soit purs, soit en alliage avec d'autres métaux, plus par- ticulièrement en des alliages ferro-nickel en toutes proportions de leurs constituants.
Ces matières présentent par rapport au cuivre les avantages suivants :
1) Elles ne forment pas d'écailles et ne sont pas attaquées par l'étain. Des expériences accomplies par le demandeur ont permis de cons- tater en outre le phénomène, surprenant en soi, 'qu'elle nickel et le fer sont mouillés par l'étain, ce qui permet le transport de l'étain fondu au moyen de la pointe de soudure, indispensable pour pouvoir effectuer des opérations de soudure. Cette propriété est caractéristique non seulement du nickel et du fer, mais aussi de leurs alliages avec d'autres métaux, tels que, par exemple, le cuivre, le Demandeur ayant constaté que la propriété est absente si on allie le nickel avec le chrome;
2) Elles présentent une résistivité électrique plus élevée et une résistance mécanique ainsi qu'une dureté supérieures.
Dans l'application aux soudeuses rapides, où la pointe de sou- dure est constituée par un fil ou un ruban métallique (anse), faisant par- tie du circuit secondaire du transformateur d'alimentation, les matières ci-dessus augmentent la durée, car la section du fil ne se réduit pas par l'usage et permet d'augmenter lerendement de la soudeuse, c.à d. la quan- tité de chaleur fournie à parité de courant, à cause de la résistivité aug- mentée, d'après la formule bien connue : J = r i2.
Cette caractéristique permet en outre d'agencer le transforma- teur séparément du manche de l'outil et de le relier à ce dernier au moyen de conducteurs flexibles à section non excessive. La soudeuse est ainsi plus légère, moins encombrante et ainsi beaucoup plus pratique dans le ser- vice.
REVENDICATIONS.
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