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PINCE A MOUVEMENT DE ROTATION LIMITE POUR LA SOUDURE A L'ARC ET APPLICATIONS
ANALOGUE S.
Les baguettes de soudure utilisées dans la technique de la sou- dure à l'arc sont constituées par une âme en métal fusible qui est entourée d'une enveloppe en matière isolante, ces baguettes servant à la fois de ma- tière d'apport pour effectuer la soudure et d'électrode pour le passage du courant nécessaire à la formation de l'arc destiné à produire la fusion du mé- tal constituant l'âme de la baguette.
Pour effectuer la soudure de pièces métalliques, les ouvriers soudeurs utilisent des pinces auxquelles la baguette de soudure est fixée.
Ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients. En parti- culier, il se produit fréquemment un phénomène appelé "sifflet" qui consiste dans la fusion en biseau de la matière isolante constituant l'enrobage de l'électrode.
L'expérience a montré que le phénomène de "sifflet" est généra- lement dû
1 - A une excentricité de la matière d'enrobage, c'est-à-dire que l'âme conductrice n'est pas exactement au centre de cette matière, qui présente ainsi une concentration ou surépaisseuro Ce défaut est dû au procédé de fabrication employé pour l'enrobage de baguettes de soudure, qui se fait généralement par trempage ou extrusion.
2 - A l'humidité, parce que les baguettes de soudure sont fa- briquées en grande série et, par suite, stockées en magasin pendant une durée prolongée. La matière d'enrobage étant constituée par des produits plus ou moins déliquescents, l'humidité pénètre dans cette matière et imprègne la ba- guette sur toute sa longueur.
30 - La pâte utilisée pour l'enrobage n'est pas parfaitement ho-
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mogène, de sorte qu'il se produit, à certains endroits, des concentrations plus fortes de matière, ce qui retarde sa fusion lors de l'utilisation de la baguette de soudure.
Les trois causes énoncées ci-dessus déterminent le phénomène de "sifflet" lors de l'utilisation de la baguette de soudure. Lorsque ce phéno- mène se produit, le soudeur est obligé d'interrompre son travail et de faire tourner la baguette de soudure d'environ 180 par rapport à la pince utili- sée.
Pendant le temps que dure cette opération, le laitier, consti- tué par le métal fondu et les scories qui le recouvrent, s'est figé, de sorte que le soudeur doit nécessairement enlever ce laitier et reprendre la soudure, ce qui constitue une opération généralement très délicate et a pour effet de nuire à la solidité de la soudure ainsi effectuée.
La présente invention remédie à ces inconvénients en créant une pince à mouvement de rotation limité pour la soudure à l'arc et applications analogues.
Conformément à l'invention, la pince présente la forme d'un pis- tolet dont l'extrémité du canon supportant la baguette est constituée par un embout qui tourne d'un angle déterminé par rapport au corps lorsqu'un ressort de torsion est libéré en déverrouillant une butée de retenue, reliée rigide- ment à l'embout tournant et coopérant avec des organes lui permettant de tour- ner lorsqu'ils sont eux-mêmes commandés par une gâchette poùvant être action- née par un doigt lorsque la pince est tenue dans la main par une poignée qui peut, éventuellement, être inclinée d'un angle variable par rapport à l'embout tournant et le corps qui le supporte.
Pendant la soudure, l'électrode, constituée par la baguette de soudure, est maintenue inclinée par rapport aux pièces à souder, de sorte que les gouttes de métal fondu tombent verticalement sur les pièces à souder.
Lorsque le phénomène de "sifflet" se produit, la matière d'enro- bage forme un biseau, ce qui empêche les gouttes de métal de tomber sur les pièces à souder et a pour effet de nuire à la valeur de l'arc; toutefois, la rotation de 180 de la baguette de soudure s'effectuant en une fraction de seconde l'arc n'a pas le temps de s'éteindre et, par suite, le métal en fu- sion ne se refroidit pas.
Le biseau ne se trouvant plus dans la trajectoire des gouttes de métal en fusion, ces dernières tombent de nouveau sur les pièces à souder et la soudure est continuée sans inconvénient, puisque la température ne baisse pas, ce qui permet de faire fondre progressivement le biseau formé par la ma- tière d'enrobageo
On a remarqué qu'une seule rotation de 180 était suffisante pour l'utilisation totale d'une baguette de soudure. En effet, si le phénomène de "sifflet" est dû à l'excentricité de la matière d'enrobage, cette excentrici- té se présente tout le long d'une même génératrice et par suite la rotation de 180 est suffisante. Dans le cas d'humidité, due à un stockage prolongé, on a remarqué que cette humidité imprègne également la baguette suivant une même génératrice ou suivant des génératrices voisines.
Dans le troisième cas considéré, celui d'une concentration anor- male de matière due à sa non-homogénéité, le biseau se forme dès le début de l'utilisation d'une baguette et la rotation de 180 , permise par la poignée conforme à l'invention, est suffisante pour remédier à cet inconvénient.
Dans le cas où une même baguette de soudure comporterait plusieurs concentrations anormales de matière, celles-ci seraient réparties sur sa lon- gueur et il est remarqué que ce défaut ne nuit pas- lorsque la baguette a été utilisée sur une partie relativement importante de sa longueur, parce que la chaleur produite par l'arc électrique se propage par conduction et crée une préfusion de la matière d'enrobageo
Diverses autres caractéristiques de l'invention, ressortent d'ail-
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leurs de la description détaillée, qui suite
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représen- tée, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fige 1 est une élévation latérale d'une poignée à souder con- forme à l'inventiono
La figo 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figo 1. fig. La fige 3.est une coupe-élévation latérale correspondant à la. figo 1.
La figo 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3:
La fig. 5 est une coupe transversale, à plus grande échelle, suivant la ligne V-V de la figo 20
Les figo 6 et 7 illustrent un mode d'application de la poignée à souder conforme à l'inventiono
La fige 8 est une élévation, partiellement en coupe, illustrant une variante de la poignée de soudure conforme à l'invention.
La figo 9 est une coupe partielle suivant la ligne IX-IX de la figo 80
La fig. 10 est une coupe partielle suivant la ligne X-X de la fig. 80
La poignée à souder de la fige 1 présente sensiblement la for- me d'un pistolet, qui comporte une crosse 1 sur laquelle est montée une gâ- chette 2 et un barillet 3 solidaire d'un canon 4 à l'extrémité duquel est fixé une baguette de soudure 5.
La baguette de soudure 5 est fabriquée de façon usuelle et com- porte, comme le montrent les fige 6 et 7, une âme 6 en métal fusible et con- ducteur de l'électricité, qui est enveloppée dans une matière isolante 7, dé- posée sur elle par trempage ou par extrusion ou par tout autre procédé conve- nable.
L'extrémité 5a (fige 2 et 3) de la baguette 5, qui n'est pas recouverte par la couche 7 de matière isolante, est engagée dans un trou 8 percé à la partie antérieure 4a du canon 4.
Une rainure triangulaire 9 est formée à la partie inférieure du trou 8 percé à l'extrémité 4a du canon 4, de façon que deux des génératrices de l'extrémité 5a de la baguette de soudure 5 prennent appui contre les arê- tes 9a, 9b (fige 5) formées par l'intersection des côtés de la rainure 9 et du trou 8, pour augmenter le coefficient de frottement entre la paroi dudit trou 8 et l'extrémité de la baguette de soudure 50
La baguette de soudure 5 est maintenue à l'intérieur du trou 8 par un bec 10 (figo 2 à 5), engagé dans un trou 9a, communiquant avec le trou 9. Le bec 10 présente, à son extrémité, deux arêtes vives 10a et 10b, de sorte que la baguette de soudure 5 est rendue solidaire en rotation du canon 4 lorsque son extrémité 5a est engagée dans le trou 8.
Le bec 10 est formé par l'extrémité recourbée d'un levier 11, qui est solidaire d'un axe 12 (figo 2), supporté par une bride 13 solidaire d'une tige filetée 14 vissée dans un taraudage 15 (figo 2 et 3) pratiqué dans le canon 4.
Un contre-écrou 16, vissé sur la tige filetée 14, bloque cette dernière dans le taraudage 15 du canon 4.
17 désigne un doigt .solidaire du levier 11. Ce doigt est desti- né à guider un ressort 18, travaillant à la compression, qui prend appui, d'une part, à son extrémité 18a, contre le levier 11 et, d'autre part, à son extrémité 18b dans le fond d'un trou borgne 19 percé dans le canon 4.
De cette façon, lorsqu'on désire changer la baguette de soudure
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5, l'opérateur appuie sur l'extrémité 11a du levier 11, ce qui a pour effet de comprimer le ressort 18 et de faire pivoter le levier 11 autour de son axe 12, de sorte que le bec 10 n'appuie plus sur l'extrémité 5a de la baguet- te 5 qui peut être facilement retirée et changée. Il suffit ensuite de lâcher l'extrémité 11a du levier 11 pour que le bec 10 vienne de nouveau prendre appui contre l'extrémité 5a de la nouvelle baguette de soudure 5 sous l'ac- tion du ressort 18 qui se détend.
La partie la de la crosse 1 présente un alésage 20 dans lequel est engagée une queue amincie et cylindrique 21 solidaire du canon 4. Le ba- rillet 3 est disposé sur la queue 21 et en est rendu solidaire en rotation par une goupille 22.
Un ressort 23, travaillant à la torsion, est enroulé sur une partie de plus petit diamètre 21a de la queue 21 et il est logé à l'intérieur d'un alésage 20a, de plus grand diamètre que l'alésage 20, percé dans la par- tie la de la crosse la
L'extrémité 23a du ressort 23 est recourbée et engagée dans un trou borgne 24 percé dans le canon 4, tandis que son extrémité opposée 2312 est recourbée et engagée dans un trou borgne 25 percé dans la partie la de la crosse 1.
L'extrémité antérieure 1b, de la partie la de la crosse 1, for- me un rebord annulaire qui entoure l'extrémité 4b du canon 4, de sorte que le ressort 23 est entièrement renfermé dans l'intérieur de la crosse 1.
26 désigne une saignée pratiquée à l'extrémité postérieure le de la partie la de la crosse 1. Cette saignée sert de logement au barillet 3 qui est rendu solidaire de la queue 21 du canon 4 par la goupille 22, de sorte que ce dernier ne peut pas avoir de déplacements longitudinaux par rap- port à la crosse 1.
Le barillet 3 est constitué par un manchon dont la périphérie présente une partie 27 de diamètre sensiblement égal au diamètre de la par- tie la de la crosse 1 et une partie 28 de diamètre plus petit que le diamè- tre de la partie 27 (fig. 4).
Les parties périphériques 27 et 28 du barillet 3 sont reliées, d'une part, par une rampe 29, dirigée suivant un rayon et, d'autre part, par une encoche 30 formée à 1800 par rapport à la rampe 29.
La rampe 29 est destinée à servir de butée à un doigt 31 formé à l'extrémité d'un coulisseau 3,, moible longitudinalement à l'intérieur d'un alésage 33 percé dans la crosse 1.
L'alésage 33 est taraudé à sa partie inférieure 33a et un gou- jon formant bouchon 34 est vissé dans ce taraudage de façon que son extrémi- té serve d'appui à un ressort 35 travaillant à la compression, qui porte à son autre extrémité, contre l'extrémité 32a du coulisseau 32.
Le coulisseau 32 présente, sensiblement à sa partie médiane 32b, un trou 36 dans lequel est engagée l'extrémité 37a d'un levier 37 qui peut pivoter autour d'un axe 38. Le levier 37 est solidaire de la gâchette 2.
Dans la position représentée, le doigt 31 du coulisseau 32 est engagé dans 1'encoche 30 prévue dans la barillet 3. Dans cette position, le ressort 23, reliant le canon 4 à la partie la de la crosse 1, est complète- ment tendu , mais le canon 4 ne peut pas tourner dans le sens de la flèche f1 (fige 4), parce que sa queue 21 est solidaire du barillet 3 par l'inter- médiaire de la goupille 22.
Lorsque l'opérateur appuie sur la gâchette 2 dans le sens de la flèche f2 (fig. 4),' ceci a pour effet de faire pivoter le levier 37 autour de son axe 38 et, par suite, de faire descendre le coulisseau 32 dans le sens de la flèche f3 contre l'action du ressort 35, de sorte que le doigt 31 quit- te l'encoche 30 du barillet 3; ce dernier étant libéré il tourne dans le sens de la flèche f1 jusqu'au moment où la rampe 29, formant butée, rencontre le
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doigt 310
Le barillet 3, ayant tourné de 180 , puisque la rampe 29 est à 180 par rapport à l'encoche 30, le canon 4 et par suite la baguette de sou- dure 5 ont tourné d'un même angleo
39 désigne un alésage de plus grand diamètre que l'alésage 33 qui est percé à la partie inférieure de la crosse 1;
cet alésage est destine à recevoir un câble électrique, non représenté, amenant le courant électri- que nécessaire pour former l'arc destiné à faire fondre la baguette de sou- dure.
Le câble électrique d'amenée du courant est maintenu dans l'alé- sage 39 de la crosse 1 par des vis 40 qui sont vissées dans des taraudages
41 (figo 4) pratiqués dans la paroi de la drosse.
A la figo 6, 42 désigne une concentration de matière en forme de biseau formée dans l'enrobage de l'âme 6.
43 désigne le métal fondu qui est déposé sur des pièces 44 à souder entre elles et 45 désigne les scories produites par la fusion de la matière d'enrobage 7 lors de la soudure, ces scories recouvrant le métal cou- lé 43.
La concentration de matière 42, due à la non homogénéité de la pâte ou à son excentricité ou encore à l'humidité de la matière d'enrobage, empêche la chute du métal fondu et nuit à la formation de l'arc nécessaire à la soudure lorsqu'elle vient en contact avec les scories liquides déposées en 45, de sorte qu'il devient impossible de continuer à souder.
Le ressort 23, commandant la rotation du canon 4, étant tou- jours tendu, comme il a été expliqué, pendant les opérations de soudure, l'opérateur appuie sur la gâchette 2, ce qui a pour effet de faire tourner le canon 4 et par suite la baguette de soudure 5 de 180 , de sorte que cette der- nière vient occuper la position représentée à la fig. 7.
La rotation de la baguette de soudure 5, s'effectuant en une fraction de seconde et l'opérateur la commandant dès que l'intensité de l'arc faiblit, ce dernier n'a pas le temps de s'éteindre et la soudure peut conti- nuer sans que l'opérateur ait à la reprendre, ce qui impliquerait une perte de temps considérable, puisqu'il serait nécessaire de nettoyer convenablement, au préalable, la surface des pièces à souder, c'est-à-dire qu'il faudrait re- tirer les scories déposées et décaper, au moins partiellement, le métal dé- posée
Dans la position représentée à la fig.
7, l'arc ne s'éteint pas et la soudure peut continuer, puisque le biseau, constitué par la concentra- tion de matière 42, se trouve en contact avec le métal en fusion 43 qui le fond rapidement du fait que la température de ce métal est suffisante pour porter la matière 7, constituant l'enrobage, à son point de fusion.
Lorsque l'opérateur a terminé sa soudure, il met de nouveau le ressort 23 sous tension en faisant tourner à la main le canon 4 par rapport à la crosse 1, de sorte que le doigt 31 formé par le coulisseau 33, vient de nouveau dans l'encoche 30 du barillet 3. La poignée est ainsi réarmée.
La poignée de soudure sus-décrite est de préférence totalement ou partiellement enveloppée d'une matière isolante de l'électricité, telle que matière plastique ou autre matière isolante analogue.
Suivant la forme de réalisation représentée aux figo 8 à 10, 46 désigne l'extrémité postérieure d'une baguette de soudure constituée par une âme conductrice 47 en métal fusible'qui est entourée d'un revêtement isolant 48. L'extrémité de cette baguette est engagée dans un trou 49 d'une pièce 50 de section circulaire qui présente, sur l'un de ses côtés, un évi- dement 51 communiquant avec le trou 49.
L'évidement 51 sert de logement à l'extrémité d'un levier pivo- tant 52 qui est articulé autour d'un axe 53 supporté par la pièce 50.
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L'extrémité 54 du levier 52 est conformée de façon à maintenir la baguette 46 dans le trou 49 en l'empêchant de se déplacer et de tourner.
55 désigne un ressort travaillant à la compression qui est dis- posé dans un alésage 56 de la pièce 50 de façon qu'il prenne appui, d'une part, contre un talon du levier 52 et, d'autre part, contre le fond d'un bou- chon fileté 57 vissé dans une partie taraudée de l'alésage 56.
L'extrémité libre 58 du levier 52 forme une poignée permettant de faire pivoter ce levier autour de son axe 53 contre l'action du ressort 55 afin de pouvoir dégager la baguette de soudure du trou 490
La pièce 50, qui est fabriquée en métal conducteur de l'électri- cité, est recouverte d'un manchon isolant 59 et a sa partie postérieure 50a engagée dans l'alésage antérieur 60, d'un élément tubulaire 61 disposé dans le prolongement du manchon 590
L'élément tubulaire 61 forme, sensiblement à sa partie médiane, un palier 62 de support d'un axe 63 qui est rendu solidaire, par l'une de ses extrémités au moyen d'une goupille 64, de la pièce 50.
L'autre extrémité de l'axe 18 forme ou supporte fixée sur lui une butée tournante 65 présentant une rainure 66 pratiquée sur environ 180 de sa périphérieo Cette butée tournante 65 est destinée à coopérer avec une butée fixe 67 constituée par un téton fileté vissé dans un taraudage 68 de l'élément tubulaire 61.
Un alésage intérieur 69, de l'axe 63 et de la butée tournante 65, présente une partie de plus grand diamètre 70 et une encoche 71 dans la- quelle est normalement logé un bossage 72 formé sur une partiè de grand dia- mètre 73 d'un coulisseau 74. Ce coulisseau présente une tête 75 (fig. 48 et 10), de section sensiblement rectangulaire, qui est engagée dans un trou 76, de section correspondante, percé dans un bouchon 77 disposé à la partie pos- térieure de l'élément tubulaire 61 et maintenu au moyen d'une vis-pointeau 78.
L'extrémité 79, opposée à la tête 75, du coulisseau 74 est de plus petit diamètre et est engagée dans un trou bornge 80 percé dans le pro- longement de l'alésage 69 de l'axe 63.
Un ressort 81, disposé dans l'alésage 69 de l'axe 63, maintient normalement la tête 75 du coulisseau 74 contre un épaulement 77a formé par le bouchon 770
82 désigne un ressort travaillant à la torsion dont les extré- mités 82a et 82b sont respectivement engagées dans des trous percés à cet effet dans la pièce cylindrique 50 et dans la partie 62, formant palier de l'élément tubulaire 610
Comme le montre le dessin, cet élément tubulaire est enfilé dans un manchon isolant 83 dont la longueur est calculée pour qu'il soit en contact avec le manchon isolant 59 et dépasse légèrement au delà de l'ex- trémité postérieure de l'élément tubulaire 610
La partie dépassante du manchon 83 supporte un axe 84 autour du- quel est articulée l'extrémité d'une gâchette 85, convenablement isolée,
qui est destinée à coopérer avec l'extrémité d'une queue 86 formée à partir de la, tête 75 du coulisseau 74?
Comme le montre en particulier la figo 9, l'élément tubulaire 61 forme, à sa partie postérieure, un flasque 87 qui est engagé entre chacune des deux branches 88 et 89 d'une chape 90 formée par une pièce 91 qui est re- liée au flasque 87 au moyen d'un boulon 92.
Ce dernier boulon traverse le flasque 87 dans un trou 93 de diamètre légèrement plus grand que son diamè- tre extérieur, de façon que l'ensemble du mécanisme décrit ci-dessus puisse pivoter par rapport à la pièce 91 dont l'extrémité 91a (figo 1) comporte des moyens 94 permettant de fixer l'extrémité d'un câble conducteur 95 d'amenée de courant électriqueo
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La pièce 91, qui est conductrice, est recouverte d'une poignée
96 en matière isolante, telle qu'en caoutchouco
La pince pour la soudure à l'arc décrite ci-dessus est destinée à être utilisée de la façon suivantes
Dans la position représentée au dessin, le ressort 82, travail- lantà la torsion, est tendu mais il ne peut pas se détendre étant donné que la pièce cylindrique 50,
solidaire de l'axe 63, est maintenue immobile par le bossage 72 du coulisseau 74 qui est empêché de tourner puisque sa tête présente un trou de section correspondante du bouchon fixe 77.
Le courant électrique nécessaire pour effectuer une soudure est amené par le câble 95 à la pièce 91, puis par l'élément tubulaire 61 à la pièce cylindrique 50 qui est reliée électriquement à l'extrémité conductrice de l'âme 47 de la baguette de soudure.
Suivant l'endroit auquel la soudure doit être effectuée, l'ou- vrier soudeur incline, plus ou moins, la poignée 96 par rapport au-corps de la pince afin de faciliter son travail.
S'il arrive que la baguette de soudure 46 forme un "sifflet" en cours de travail, dès que le soudeur voit que l'intensité de l'arc faiblit, il fait tourner sa baguette en appuyant, avec le pouce par exemple, sur la gâchette 85.
En effectuant cette opération, la queue 86 du coulisseau 74 et, par suite, ce dernier sont poussés dans le sens de la flèche f. contre l'ac- tion du ressort 810 Dès que le bossage 72 entre dans l'alésage de plus grand diamètre 70, la butée tournante 65 n'est plus verrouillée, de sorte que le ressort 82, travaillant à la torsion, fait tourner la pièce cylindrique 50 par rapport à l'élément tubulaire 61. Dans son mouvement de rotation, la pièce 50 entraîne l'axe 63 et, par suite, la butée tournante 65 jusqu'au mo- ment où le fond de la rainure 66 vient en contact avec le téton 67 qui arrête le mouvement de rotation.
La longueur de la rainure 66 étant convenablement calculée, la pièce 50 et, par suite, la baguette de soudure, tournent d'environ 180 , ce qui permet de continuer le travail de soudure sans qu'il ait été interrompu par la formation du "sifflet".
Lorsque la soudure est terminée, l'ouvrier réarme la pince en faisant tourner, dans le sens opposé à celui précédemment considéré, la pièce 50. Ce nouveau mouvement de rotation a pour effet de ramener la butée tour- nante à sa position initiale, ce qui permet au ressort 81 de repousser le coulisseau 74 dont le bossage 72 entre de nouveau dans l'encoche 71.
Le manchon 59, recouvrant la pièce 50 ainsi que le levier 58, étant en matière isolante, il n'est pas nécessaire pour accomplir cette der- nière opération de couper le courant.
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