Brevet FR2026500A1 — publié le 19700918

L'invention se rapporte à un chalumeau d1oxycoupage et, plus particulièrement, à un bec perfectionné d'un tel chalumeau. Les chalumeaux classiques d1oxycoupage comprennent une tête comportant deux canaux internes, destinés à être reliés l'un, 5 avec une arrivée d'un mélange d'oxygène et de gaz combustible et l'autre, avec une arrivée d'oxygène pur. Un bec monté sur'la tête comprend en général une enveloppe extérieure cylindrique délimitant une chambre interne longitudinale. Une pièce interne allongée est disposée axialement dans cette chambre. Cette pièce comporte 10 également un canal longitudinal. En général, la chambre interne de l'enveloppe extérieure se rétrécit à l'extrémité de sortie. La surface extérieure de l'extrémité de sortie de la pièce interne est également rétrécie, mais comporte plusieurs rainures qui, avec l'enveloppe, délimitent l'orifice de réchauffage. La partie non 15 rétrécie de la pièce interne a un diamètre inférieur à celui de la chambre de l'enveloppe et forme ainsi un passage annulaire avec cette dernière. Le canal passant dans la tête du Chalumeau assemblé et destiné au mélange d'oxygène et de gaz combustible communique avec la 20 chambre annulaire, et le canal destiné à l'oxygène communique avec le canal passant dans la pièce interne du bec. Donc, le mélange d'oxygène et de gaz se dirige, par la chambre annulaire et les rainures de la pièce interne du bec, vers l'extrémité de sortie de l'enveloppe où. il brûle pour former la flamme dégageant la cha-25 leur initiale nécessaire. De même, l'oxygène se dirige, par le canal central de la pièce interne, vers l'extrémité de sortie de l'enveloppe où il entre en contact avec la pièce réchauffée, afin de la brûler et de la découper. Les différents canaux doivent donc être reliés bien herméti-30 quement les uns aux autres entre la tête du chalumeau et la pièce interne du bec. En outre, il est bien évident que la liaison entre la tête et le bec doit non seulement être bien hermétique, mais doit également réaliser une structure unitaire bien rigide. De nombreuses réalisations antérieures disponibles consti-35 tuent une structure bien rigide offrant l'étanchéité nécessaire ; cependant, toutes ces réalisations antérieures ont des inconvénients définis et distincts. Le premier et le plus important est 69 19737 -2- 2026500 leur complication. Elles nécessitent fréquemment plusieurs garnitures élastiques, des. bagues à ressort et des pièces intercalaires spéciales. Deuxièmement, en règle générale, les réalisations antérieures nécessitent des tolérances de fabrication ex-5 trêmement serrées. Troisièmement, leur complication et leurs tolérances étroites de fabrication ont pour conséquence que le bec est relativement coûteux. Ces becs, qui reçoivent de durs traitements en cours d'utilisation, doivent être remplacés assez souvent. En conséquence, le 10 facteur prix revêt une importance relativement importante. Par ailleurs, si le bec est compliqué, l'utilisateur du chalumeau tend à reporter le mauvais fonctionnement éventuel de l'appareillage sur lui. En conséquence, l'un de ses premiers gestes sera de remplacer le bec ou la pièce interne, même si celle qu'il utilisait 15 était bonne. La présente invention a donc pour objet un bec de chalumeau extrêmement simplifié et éliminant les problèmes mentionnés. Les becs selon l'invention ont un nombre de pièces minimal et sont très fiables. De plus, leurs tolérances de fabrication n'ont pas 20 à être très étroites. Le bec perfectionné de chalumeau selon l'invention comprend une enveloppe allongée comportant un canal axial interne longitudinal. Ce canal aboutit à une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie ; le diamètre de ce canal décroît uniformément à la sor-25 tie. L'extrémité d'entrée de ce canal est délimitée par une surface circonférentielle d'étanchéité. Une pièce interne allongée, de forme générale cylindrique, comportant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, est disposée à l'intérieur de ce canal. L'extrémité de sortie de cette pièce est rétrécie uniformément et 30 s'applique contre l'extrémité de sortie du canal de l'enveloppe. L'autre partie de cette pièce a un diamètre sensiblement inférieur à celui dudit canal et son extrémité d'entrée est en retrait par rapport à Igèurface d'étanchéité de l'enveloppe. L'extrémité d'entrée de la pièce interne comporte un évidement périphérique 35 orienté axialement. Un collet périphérique entourant 1'évidement est orienté sensiblement vers l'extrémité d'entrée de l'enveloppe. L'extrémité libre d'une garniture annulaire élastique, placée dans 69 19737 -3- 2026500 1'évidement, se prolonge au-delà de ce dernier et de la surface d1étanchéité de l'enveloppe. Donc, l'extrémité intérieure ou de tête de la pièce interne est supportée entièrement par la garniture élastique s'appliquant 5 contre la tête du chalumeau. En conséquence, une légère variation de la longueur d'usinage de la pièce interne est compensée automatiquement par la garniture élastique de support. Donc, l'extrémité de sortie de la pièce interne s'ajuste dans le canal de l'enveloppe en étant toujours bien alignée sur ce dernier. Ce montage 10 a l'avantage d'assurer une surface de sortie uniforme à l'orifice de réchauffage pour tous les chalumeaux, malgré de légères variations de la longueur de la pièce interne. Cette caractéristique est importante, car lorsque le chalumeau est utilisé dans une machine d'oxycoupage à flammes multiples, tous les chalumeaux ont le 15 même rendement, c'est-à-dire qu'ils réchauffent tous l'acier ou l'autre matériau à découper à une vitesse uniforme et, en conséquence, il n'est pas nécessaire d'attendre le chalumeau le plus lent de la machine pour commencer le découpage. L'invention a donc pour objet un bec de chalumeau de réali-20 sation extrêmement simple, de fonctionnement sûr, dont les variations de longueur de la pièce interne sont compensées automatiquement, cette dernière s'ajustant correctement dans l'enveloppe extérieure et pouvant être réalisée à partir d'un profilé dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre principal de la pièce 25 terminée, de sorte que la quantité des copeaux produits est réduite. Le bec de chalumeau selon l'invention est donc meilleur marché que ceux de l'art antérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard 30 du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un chalumeau comportant un bec conforme à un mode de réalisation préféré de l'in-35 vention ; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1 ; 69 19737 -4- 2026500 la figure 3 est une coupe axiale partielle, à échelle agrandie., montrant les pièces du bec séparé de la tête du chalumeau ; et la figure 4 est une vue explosée des éléments constituant 5 la pièce interne du "bec. La figure 1 du dessin illustre un chalumeau A se composant d'une tête classique B et d'un bec perfectionné C. Bien que ne faisant pas partie de l'invention, la tête B du chalumeau sera décrite brièvement. Elle comprend un corps prin-10 cipal 10 comportant deux canaux internes 12 et 14. En général, ces têtes sont réalisées par coulée ou forgeage et les canaux sont usinés. L'un de ces canaux communique normalement avec une source d'oxygène pur et l'autre, avec un mélange d'oxygène et de gaz combustible. Des tubes ou tuyaux 16 et 17 sont raccordés par filetage 15 au fond du corps 10 et sont reliés aux sources nécessaires d'alimentation (non représentées). Les canaux 12 et 14 aboutissent sur une surface usinée 20 comportant une rainure annulaire 21 de distribution. L'extrémité du corps 10 est, de préférence, filetée en 22 pour faciliter l'assemblage du bec C. 20 On comprendra plus bas que la réalisation du bec 0 peut varier sensiblement ; cependant, il comprend dans l'ensemble une enveloppe 24 et une pièce interne co-axiale 26. Un écrou 28 vissé sur la partie 22 du corps 10 maintient la pièce interne 26 et l'enveloppe 24 ajustées à frottement doux l'une L'enveloppe 24 du bec du mode de réalisation représenté, comporte un canal central longitudinal 30 aboutissant à une extrémité dé sortie 32. L'extrémité droite du canal 30 (telle que représentée sur les figures 1 et 3) est rétrécie uniformément, comme 30 montré en 34. L'autre partie 36 du canal 30 a un diamètre sensible' ment uniforme jusqu'à l'extrémité d'entrée. Un collet 38 de montais antbiare cette extrémité d'entrée. La face 40 du collet 38 est planée suffisamment pour que, lorsque l'enveloppe est serrée sur la tête-10, cette face forme un bon joint métal contre métal avec 35 la surface 20 de la tête. Bien que l'enveloppe 24 pourrait être montée de diverses Eaâièrss, elle se loge, de préférence, dans un évidement 42 cons 69 19737 -5- 2026500 titué par un rebord longitudinal périphérique 44 de la tête 10. Le rebord 44 est dimensionné de manière à former un logement étroit pour le collet 38 de l'enveloppe 24, afin de.centrer cette dernière sur la tête. 5 L'écrou 28 serre l'enveloppe 24 de manière amovible sur la tête du chalumeau. L'écrou 28 comporte un taraudage 46 et .une collerette ou épaulement circulaire 48, orientée dans le sens de la longueur et destinée à s'appliquer contre le collet 38 de l'enveloppe 24. La collerette 48 transmet, bien évidement, la 10 force nécessaire de serrage de l'écrou 28 à l'enveloppe 24. La structure telle que décrite est relativement classique. La caractéristique importante de l'invention réside dans la disposition de la pièce interne 26 et son mode de montage par rapport à l'enveloppe 24 et à la tête 10. On a mentionné précédemment que 15 les montages antérieurs et leur disposition assurant 1*étanchéité étaient relativement compliqués. La disposition selon l'invention est cependant très simplifiée et pourtant très fiable. Les figures 1 et 3 illustrent plus,particulièrement la pièce interne 26 disposée axialement dans le canal 30 de l'enveloppe 24. 20 La pièce 26 illustrée a une forme générale cylindrique et son diamètre extérieur maximal est inférieur au diamètre de la partie 36 du canal 30 de l'enveloppe. L'extrémité droite de cette pièce est conique en 50 et correspond à la partie interne conique 34 de l'enveloppe. La surface extérieure de la partie conique 50 de 2.5 cette pièce* comporte plusieurs rainures 52 qui établissement la communication entre l'espace annulaire délimité par la pièce interne et l'enveloppe et l'extrémité de sortie de cette dernière. La pièce intérieure comporte un canal central longitudinal 54 qui dirige 1'oxygène pur arrivant par le canal 12 vers la sor-30 tie de la pièce interne. L'extrémité droite de la pièce 26 (telle que représentée sur les figures 1 et 3) est centrée et supportée par les surfaces coniques&orrespondantes 34 et 50. L'extrémité gauche ou d'entrée est à la fois rendue hermétique et supportée par un élément élas-35 tique 56 disposé de manière particulière et réalisé, de préférence, en caoutchouc au silicone ou en une matière analogue résistant à la chaleur. On comprendra plus bas que cet élément peut avoir di 69 19737 -6- 2026500 verses formes. Cependant, elle est de préférence sensiblement -annulaire et le profil de la section axiale de sa paroi est rectangulaire. l'élément 56 est"logé dans un évidement longitudinal 58 de l'extrémité gauche du corps de la pièce interne. Il est im-5 portant que 1'évidement 58 comporte une collerette périphérique 60 de retenue. Bien que la collerette 60 puisse,' bien entendu, être d'un seul tenant avec le corps principal de la pièce interne, elle est constituée»de préférence, par un collier ou manchon séparé 62 monté à ajustage serré sur l'extrémité de la pièce interne, 10 pour des raisons qui seront mentionnées plus bas. La pièce interne comporte une partie 64 de section rétrécie, sur laquelle le manchon est monté, afin que la surface extérieure soit égale sur toute la longueur de cette pièce.. La figure 3 montre que l'évidement 58 est, de préférence,, 15 légèrement plus large diamétralement que l'épaisseur normale de l'élément 56. Par ailleurs, le manchon 62 comporte,de préférence, un petit bourrelet périphérique 66 orienté radialement vers l'intérieur et s'appliquant sans forcer sur la surface extérieure de l'élément 56 se trouvant en position normale. Il en résulte un 20 faible espace annulaire ou évidement 67 entre la surface extérieure de l'élément 56 et la surface intérieure du manchon 62. Les rapports de longueur que l'enveloppe et la pièce interne doivent avoir sont illustrés sur la figure 3. On remarque que, lorsque la pièce interne est en place à l'intérieur de l'en-" 25 veloppe, l'extrémité de la pièce métallique, y compris la coller rette 60, doit- être située à l'intérieur par rapport à la surface 40. Par ailleurs, la cote longitudinale de l'élément 56 doit être telle qu'au moins approximativement la moitié ou davantage de sa longueur soit enveloppée par la collerette 60. En outre, l'extré-30 mité extérieure libre de l'élément 56 doit avoir une longueur telle que la surface en bout 68 soit située au-delà de la surface 40, lorsque le bec est séparé de la tête. Lorsque les rapports de longueur mentionnés sont respectés, l'assemblage des éléments du bec sur la tête assure 1'étanchéité 35 et la retenue de l'extrémité d'entrée de la pièce interne. L'explication de cet. assemblage sera donnée en regard de la figure 1, qui illustre le bec monté sur la tête. La surface en bout 68 de 69 19737 -7- 2026500 l'élément 56 est appliquée contre la partie annulaire centrale de la surface 20 de la tête. Il est clair que l'élément 56 doit être comprimé longitudinalement pour permettre à la surface du collet de l'enveloppe de s'appliquer contre la partie annulaire 5 -extérieure de la surface 20. Cette compression produit un contact très étroit entre l'élément 56 et la surface 20 et constitue une jonction étanehe ; par ailleurs, le' frottement donne une stabilité radiale excellente. En outre, la compression longitudinale provoque l'expansion radiale de l'élément 56 dans 1*évidement de l'ex-10 trémité de la pièce interne et assure 1'étanchéité dans cette zone.la collerette 60 et le bourrelet 66 bloquent l'élément 56 et empêchent la pression de l'oxygène arrivant du canal 12 de le décaler radialement. Les avantages de la réalisation décrite sont, bien entendu, 15 nombreux. Par exemple, la longueur de la pièce interne produite par l'usinage n'a pas une importance déterminante. Par ailleurs, l'ensemble de la pièce interne peut être réalisé à partir d'un profilé de diamètre relativement faible et aucune bride, rainure pour bague élastique, etc, devant être positionnée avec précision, n'a à ^ 20 être usinée. De plus, aucune pièce intermédiaire spéciale ni aucun élément analogue ne doit être prévu. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son 25 cadre. 69 19737 -8- 2026500 - REVENDICATIONS - >1 - Bec de chalumeau d'oxycoupage, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe allongée comportant un canal axial interne longitudinal aboutissant à une extrémité d'entrée et une extrémité 5 de sortie, le diamètre de ce canal décroissant uniformément à ladite extrémité de sortie et l'extrémité d'entrée de ce canal étant délimitée par une surface d*étanchéité périphérique, et' une pièce interne allongée, de forme générale cylindrique, comportant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie est montée à l'inté-10 rieur dudit canal, l'extrémité de sortie de ladite pièce interne ayant une conicité uniforme et étant appliquée contre l'extrémité de sortie dudit canal, l'autre partie de ladite pièce interne ayant un diamètre sensiblement inférieur à celui dudit canal, l'extrémité d'entrée de ladite pièce interne étant en retrait par rapport 15 à ladite surface d'étanchéité de ladite enveloppe, l'extrémité d'entrée de ladite pièce interne comportant un évidement circulaire orienté axialement, ledit évidement étant entouré par une collerette périphérique orientée .sensiblement vers l'extrémité d'entrée de ladite enveloppé6"un élément annulaire élastique constituant 20 une garniture d'étanchéité étant logé dans ledit évidement et son extrémité libre ressortant de ce dernier et se prolongeant au-delà de ladite surface d'étanchéité de ladite enveloppe. 2 - Bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section longitudinale de la paroi dudit 25 élément formant garniture d'étanchéité est rectangulaire. 3 - Bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite collerette est constituée par un .manchon monté à ajustage glissant sur.ladite pièce interne. 4 - Bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que ladite surface d'étanchéité est sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit canal. 5 - Bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur radiale dudit évidement est supérieure -à l'épaisseur radiale dudit élément formant garniture 35. d'étanchéité et l'extrémité de ladite collerette comporte un bourrelet en saillie radialement vers l'intérieur» 69 19737 -9- 2026500 6 - Bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 1 ou la revendication 5, caractérisé en ce que ladite collerette a une longueur suffisante pour entourer ledit élément élastique sur au moins approximativement la moitié de sa longueur. 5 7 - Bec de chalumeau d1oxycoupage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la section longitudinale de la paroi dudit élément élastique est sensiblement rectangulaire. 8 - Pièce interne de bec de chalumeau d'oxycoupage,. carac-térisé^èn ce qu'elle comprend un corps allongé de forme générale 10 cylindrique comportant un canal axial reliant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, la surface extérieure dudit corps voisine de ladite extrémité de sortie ayant un diamètre décroissant uniformément et comportant plusieurs rainures longitudinales, l'extrémité d'entrée de ladite pièce interne comportant un évide-15 ment orienté axialement et entourant l'extrémité d'entrée dudit canal, une collerette longitudinale entourant ledit évidement et un élément élastique de forme générale annulaire, constituant une garniture d1étanchéité, étant placé dans.ledit évidement et ayant une extrémité libre se prolongeant dans le sens axial à l'extérieur 20 de ladite pièce interne sur une distance au moins approximativement aussi grande que la longueur axiale dudit évidement. 9 - Pièce interne de bec de chalumeau d'oxycoupage selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite collerette est constituée par un manchon fixé à ajustage glissant sur le corps 2.5 de cette pièce. 10 - Pièce interne de bec de chalumeau d'oxycoupage selon la ' revendication 8, caractérisée en ce que la section de la paroi longitudinale dudit élément élastique est rectangulaire. 11 - Pièce interne de bec de chalumeau d'oxycoupage selon la 30 revendication 8, caractérisée en ce que ledit évidement a une largeur radiale supérieure à l'épaisseur radiale dudit élément formant garniture d'étanchéité et l'extrémité de ladite collerette comporte un bourrelet dirigé radialement vers 11 intérieur. 12 - Pièce interne de bec de chalumeau d'oxycoupage selon 35 les revendications 8 ou 11, caractérisée en ce que ladite collerette a une longueur suffisante pour entourer ledit élément élastique sur au moins approximativemeni^La moitié de sa longueur.