Brevet FR2011572A1 — publié le 19700306

-1- 2011572 On sait que dans "beaucoup de circonstances, comme celles où la rouille ou une fuite posent un problème, l'utilisation d'un bouton ou goujon fixé par soudage est préférable à un bouton fixé en l'introduisant dans un trou préalablement formé. C'est dans un 5 tel cas qu'un pistolet de soudage à l'arc, du type décrit dans la présente demande,est utilisé le plus avantageusement. Les pistolets de soudage de goujons ou boutoredu commerce, sont chargés avec des boutons, soit à la main, à raison d'un bouton à la fois, soit automatiquement, à raison d'un bouton à la fois, par l'in-10 termédiaire d'un ensemble pneumatique d'un tube et d'un chargeur. Le bouton est soudé en position en plaçant lgfrièce de base ou face du pistolet de soudage contre la surface dç^L'ouvrage, en établissant ainsi un contact électrique, en plaçant le bouton à souder contre cette môme surface,en établissant l'autre contact électrique et en 15 déchargeant le pistolet à travers le bouton. Le bouton est tiré à l'écart de la surface pendant la décharge en amorçant un arc d'une température suffisante pour faire fondre l'interface et pour souder le bouton à la matière dans la position correcte. Le soudage à l'arc de boutons sur une surface plane par ce procédé- a donné satisfaction 20 d'une façon générale. La difficulté générale réside dans le fait que si les boutons devaient être placés par groupes sérrés, chaque bouton devait être soudé individuellement,plutôt que par une rangée ou série de dispositifs de soudage de boutons montés sur un bâti et fonctionnant simultanément. 25 La douille des appareils de soudage disponibles avant la pré sente invention, qui maintient le bouton pendant le processus de soudage, était située le long de l'axe du corps du pistolet. Cet emplacemen^Ôe la douille est généralement satisfaisant pour le soudage individuel de boutons et pour le soudage automatique de plusieurs 30 boutons, au moyen d'une rangée prédéterminée de dispositifs de soudage à l'arc, mais comme indiqué plus haut, il a un effet limitatif,étant donné que les boutons ne peuvent pas être groupés d'une façon serrée à cause des dimensions des corps despistoleis Ainsi, la présente invention a notamment pour objet : 35 - un pistolet de soudage de boutons.ou goujons qui peut être placé dans une rangée de pistolets analogues et qui permet de rassembler les boutons à souder par groupes serrés ; 69 20974 -2- 2011572 - un pistolet de soudage à l'arc muni d'une douille qui est décalée par rapport à l'axe du corps du pistolet ; - un pistolet de soudage de "boutons dont la douille est réglable angulairement sur 360° autour de l'axe du corps. 5 Selon cette caractéristique, et comme autre particularité de l'invention, on peut effectuer une combinaison de réglages qui comprend la remise en place de plusieurs tiges de guidage, conjointement au réglage angulaire des douilles décalées, dans les limites prescrites, par l'emplacement des tiges de guidage. 10 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif,mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : 15 la figure 1 est une vue par dessus, en partie en coupe» d'une forme d'un pistolet de soudage de boutons, fonctionnant d'une façon souple et automatique,dans lequel l'invention est incorporée % la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la 20 figure 1 ; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; la figure 5 est une vue par dessus de l'ensemble du pistolet de soudage présentant une pièce de base en position, l'accessoire d'admission des boutons et le mécanisme de commutation ; 25 la figure 6 est une vue de côté de la partie réglable du pistolet ; et la figure 7 montre schématiquement une configuration de positions de soudage de boutons que permet d'obtenir la présente invention. En se référant aux figures 1et 5, le pistolet de soudage automa-30 tique comprend un corps 2 qui est creux et/Il ction droite généralement carrée. Sur la partie arrière du corps, est monté un chapeau 4 assujetti par des boulons 6 et auquel est fixé le piston 8 d'un moteur pneumatique 10, présentant des raccords 12 pour le passage de l'air (voir figure 5). le moteur pneumatique 10 est destiné à déplacer les 35 instruments de soudage vers et depuis l'ouvrage, et permet ainsi de monter les pistolets sur une chaîne de montage pour une production en série. Plusieurs pistolets peuvent être assujettis sur une rangée 69 20974 -3- 2011572 ou sous formé d'un faisceau à un endroit le long de la chaîne de montage, le piston de chaque pistolet de soudage étant placé par rapport à son cylindre comme représenté sur la figure 1.Lors de l'arrivée dçl'.objet auquel les boutons doivent être appliqués, l'air 5 comprimé est admis dans le moteur pneumatique 10 pour déplacer le cylindre vers la gauche par rapport au piston, après quoi tout l'ensemble de soudage décrit ci-après, est déplacé vers l'extérieur du corps 2 pour venir au contact de la surface réceptrice. A l'extrémité avant du cylindre du moteur pneumatique 10 est 10 fixée une plaque 14, qui peut coulisser dans le corps 2-et qui présente plusieurs trous taraudés 16 pour y visser des tiges de guidage 18 dans un but qui sera décriffrlus loin. A la plaque 14, est assujettie la bobine 30 d'un électro-aimant 32 présentant une armature 34. Un cylindre 36 d'un moteur pneumatique 38, présentant 15 un piston et une tige 40 est relié à l'armature 34,mais en est électriquement isolé par une pièce rapportée 35. A l'extrémité avant de la tige 40, est monté un bloc 50 qui communique le mouvement de la tige 40 d^friston à une tige poussoir 52, s'étendant vers l'avant du pistolet de soudage dans une douille 20 54 pouvant coulisser dans un manchon isolant d'une pièce d'extrémité 73 d'une pièce de base 70. Cette dernière est portée par les extrémités avant des tiges de guidage 18 passant dans des trous 69- d'une bride de fixation 71, dont la plaque d'extrémité 73 constitue à la fois l'un des pôles dans le processus dçfeoudage à l'arc, et un dispo-25 sitif de guidage et d'orientation de la douille 54* Comme on le voit sur la figure 5, plusieurs blocs d'écartement 72 s'étendent vers l'avant depuis la pièce d'extrémité 73, de la pièce de base 70 et servent à la fois à protégér la douille d'un endommageaient par un choc et à venir au contact de l'ouvrage pendant le soudage. 30 Comme on le voit sur les figures 5 et 6, il est prévu un acces soire d'admission automatique des boutons ou goujons comprenant un bloc 74 fixé de façon réglable à la pièce 70 et portant "un ensemble de raccordement 76 à travers lequel et à travers lé bloc 74 un bouton est admis dans un tube 77 surportant l'extrémité arrière de la douille 35 54. Le tube 77 est porté à son tour par un rebord d'une plaque 75 de support de. la douille. Un tube électriquement isolant 78 est fixé à l'ensemble de raccordement 76., et reçoit les boutons dépuis l'une 69 20974 -4- 201tS/2 quelconque d'un certain nombres de source d'alimentation en boutons, disponibles flans le commerce. Les boutons sont repoussés pneumatique-ment,à raison d'un à la fois, à travers l'ensemble de raccordement 76, et sont amenés en position pour être poussés vers l'avant dans la 5 douille 54 par la tige 52, le bloc 50 et le moteur pneumatique 38. Un bloc de support 80 est monté sur les tiges de guidage 18, en avant du corps du pistolet de soudage et présente trois trous séparés dans lesquels passent les tiges de guidage et un alésage central suffisamment grand pour recevoir le cylindre 36 du moteur 10 pneumatique 38. Un manchon isolant fraisé 82, dont le but sera décrit plus loin, est porté par le bloc de support 80 autour du moteur pneumatique 38 et isole le bloc de support du moteur pnèumatique. Le mécanisme donné à titre illustratif est conçu.pour utiliser trois tiges de guidage 18, pour supporter la pièce 70 et pour guider 15 l'ensemble de la douille pendant le soudage, mais il présente des moyens permettant de mettre les tiges dans des positions différentes par rapport au corps 2, de manière à faire varier la position de la douille 54 par rapport au corps 2. Dans ce but, la plaque 14 présente un nombre d'orifices 16 de réception des tiges supérieur à celui des 20 tiges de guidage,.et, comme représenté, il est prévu quatre orifices. En dévissant les tiges des orifices 16, tout l'ensemble avant, y compris la plaque 80, peut être-enlevé du corps 2, tourné jusqu'à ce que les tiges soient en alignement avec une combinaison différente de trois orifices, et réassemblé. Ainsi, avec quatre orifices, un réglage 25 de la douille par incréments de 90° autour de l'axe du pistolet est possible. Si l'on augmente le nombre des trous taraudés, il est évident qu'on peut effectuer un plus grand nombre de réglages par plus petits incréments. La plaque 80 présente une fente curvilinique 84 dans laquelle 30 est disposée,d'une façon réglable, une partie,de plus petit diamètre s*étendant vers 1'arrière d'un manchon 62 bloqué dans la position de réglage voulue par une vis de fixation 86. Le manchon 62 supporte une tige de guidage 60, serrée par une vis 92 contre un rebord 90 de la plaque 75 de support de la douille. Le manchon 62 présente 35 une garniture en matière isolante. Le manchon 62 et la vis de réglage : 66 servent non; seulement à bloquer la plaque de support de la douille, la douille étant dans la position angulaire voulue par rapport au 69 20974 -5- 2011572 corps 2, mais contribue également au support nécessaire pour garantir la rigidité du mécanisme de support de la douille décalée pendant le mouvement de va-et-vient inhérent au processus de soudage à l'arc. Il est évident que lorsqu'une douille est décalée et est régla-5 ble par incréments sur 560°, la pièce de base 70 peut être réglée angulairement entre les positions de 90° en donnant au trou 69 la forme de fente 69', comme représenté en pointillé sur les figures 3 et 4. Un ressort de compression 88 qui pousse le moteur pneumatique 10 38 vers l'avant de 1'électro-aimant 30, agit entre un rebord du manchon isolant 82 du bloc de support 80 et un. manchon 94 serré par la vis 92 dans la bride 90 du support 75 de la douille. Comme représenté sur la figure 5, un collecteur à air 100 est monté sur la partie supérieure du moteur pneumatique 38 et présente 15 des raccords de branchement 102 débouchant sur les côtés opposés du piston du moteur pneumatique,et une tige 104,destinée à actionner un interrupteur 106 dl amorçage- -, est assujettie à la partie postérieure du collecteur. Le pistolet de soudage ,donné à titre illustratif,est destiné à 20 être utilisé dans un groupe ...ou - une rangée de pistolets analogues. L'emplacement voulu du bouton sur un panneau détermine la position des douilles des divers pistolets, comme on le voit par exemple sur la figure 7. La machinç&onnée à titre illustratif est conçue sur la base 25 d'un guidage et d'un support à quatre positions. C'est-à-dire que la plaque 14 qui est axialement mobile par rapport au corps 2, présente quatre positions différentes (trous taraudés 16) pour recevoir les tiges de guidage et de support 18, mais dont trois positions seulement sont utilisées à la fois. Les quatre trous taraudés sont à égale 30 distance de l'axe du corps et sont situés aux quatre coins de la rose des vents. Ainsi, la douille peut être mise dans l'une quelconque de quatre positions en déplaçant les trois tiges de guidage pour les mettre dans un groupe différent de trois des quatre trous taraudés. Dès que les tiges de guidage sont fixées en position , la 35 douille peut être déplacée vers une position différente de celle se trouvant directement le long de lg/ïigne de la tige de guidage manquant^ en desserrant la vis de fixation 86 et en déplaçant le manchon 62 69 20974 -6- 2011572 flnnfl une position quelconque, dans la fente curviligne 84 du bloc de support 80. Dans des installations dans lesquelles le pistolet est utilisé sur une rangée qui place das boutons dans la même position relative sur un certain nombre de panneaux, J.a position de la douille 3» ^ g 5 est déterminée et une pièce de base :façonnée/ main est prévue pour s'adapter à cette position. Dans une installation dans laquelle la position des boutons varie1, la pièce de base peut comporter des fentes curvilignes 69®, comme représenté en pointillé sur la figure 3. Grâce à la combinaison de différents groupes de tiges de guidage et des 10 fentes curvilignes, il est possible d'utiliser le pistolet de soudage dans une position quelconque sur 360°. Comme sus-mentionné, l'outil présente deux parties électriquement isolées, la première partie comprenant la douille 54 et le bouton qui y est maintenu, le support 75 de la douille, la bride 90, le manchon 94 15 et le moteur pneumatique 38. Le second ensemble comprend les blocs d'écartement 72, la pièce de base 70 et sa base 71» ainsi que les tiges de guidage 18 et le reste du corps 2. Ces deux parties isolées, constituent les deux pfiles électriques qui, lorsqu'ils sont correctement chargés, provoquent l'amorçage de l'arc qui effectue à son tour 20 le soudage. Eu fonctionnement, la pièce 70 est déplacée par le moteur pneumatique 10 vers la matière sur laquelle le bouton doit être soudé» lorsque la douille 54 est dans la position correcte (réglée comme décrit plus haut). Les blocs d'écartement 72 sont maintenus au contact 25 de la matière de réception des boutons et un bouton passe dans le tube 78 pour être mis en position dans la douille et contre l'ouvrage. Une faible décharge du courant électrique emmagasiné est alors provoquée, et l1électro-aimant 32 est excité. Le mouvement de l'armature 34 de 1'électro-aimant tire tout le moteur pneumatique 38 vers 30 l'arrière du pistolet de soudage jusqu'à la position représentée sur la figure 5 et étant donné que Iliaque de montage 75 est assujettie au corps 36 du moteur pneumatique 38, elle tire également la douille 54 et le bouton qu'elle contient, à l'écart de l'ouvrage. Le collecteur 100 étant assujetti au corps 36 du moteur pneumatique 38, se déplace 35 également vers l'arrière du pistolet de soudage jusqu'à ce que la tige d'actionnement 104 vienne au contact de l'interrupteur 106 d'amorçage qui achève la décharge pour engendrer une chaleur suffisante pour 69 20974 -7- 1572 former une masse de métal liquide au point de fixation du bouton. A ce moment, 1*électro-aimant 32 est désexcité, ce qui permet au ressort 88 de pousser immédiatement le bouton contre l'ouvrage, à l'endroit où. le métal liquide se solidifie et maintient le bouton 5 en place. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 69 20974 -8- 201 I S/2 REVENDICATIONS 1. Dispositif de soudage à l'arc pour souder un bouton à un ouvrage, comprenant deux ensembles de corps superposés, l'ensemble inférieur étant mobile vers et à l'écart de l'ouvrage et supportant 5 une électrode de soudage, dispositif caractérisé en ce que l'électrode est déplacée radialement depuis l'axe des ensembles du corps et est réglable sur 360° autour de l'axe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode est supportée par plusieurs tiges de guidage s'étendant 10 parallèlement à l'axe des corps et est retenue dans une plaque de montage du corps supérieur, présentant des trous ménagés sur un cercle. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1et 2, caractérisé en ce qu'il y a plus de trous dans la plaque de montage que de tiges de guidage.