Brevet FR2083578A1 — publié le 19711217

Les machines à souder par points connues comportent une rangée ou plusieurs rangées d'électrodes actives auxquelles sont adjoints un certain nombre de contre-électrodes actives ou de ponts de courant passifs» les électrodes et les contre-électrodes 5 ou les ponts de courant étant disposés symétriquement ou en opposition de part et d'autre du plan dans lequel le produit soudé est guidé dans la machine. Les machines à souder automatiques pour la fabrication de treillis métalliques soudés sont des exemples typiques de telles machines» 10 Dans de telles machines, le produit soudé est déplacé pas à pas et, dans les intervalles de temps où le produit soudé se trouve à l'arrêt, les contre-électrodes ou les ponts de courant sont pressés contre le produit soudé de telle sorte que celui-ci est maintenu entre les électrodes et les contre-électrodes ou 15 les ponts de courant, après quoi on fait passer le courant de soudage pendant une durée déterminée et, après interruption du courant, les contre-électrodes ou les ponts de courant sont écartés du produit soudé, lequel est avancé d'un pas. Après l'avancement, on répète le cycle de travail décrit. 20 La vitesse de travail de telles machines est relativement limitée et ce, non seulement parce que le produit soudé est maintenu immobile pendant l'opération de soudage, entre les élec-' trodes et les contre-électrodes ou les ponts de courant, tant que le courant de soudage passe, mais encore parce que la pro-25 gression entre deux opérations de soudage successives ne peut s'effectuer à la vitesse voulue, le produit soudé devant être soumis à une accélération à chaque pas d'avancement, depuis l'arrêt jusqu'à la vitesse d'avancement et devant être à nouveau freiné jusqu'à l'arrêt. La vitesse d'avancement maximum du pro-30 duit soudé est donc limitée par les forces d'inertie qui sont provoquées par les accélérations auxquelles sont soumis le produit soudé et tous les éléments de la machine nécessaires à sa progression. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé des machi-35 nés dans lesquelles l'avancement du produit s'effectue à vitesse uniforme, le produit étant guidé entre des électrodes-galets. Etant donné l'avancement uniforme du produit soudé, il ne peut pas y avoir de forces d'inertie» Mais avec ces machines, on ne peut pas non plus s'attendre à un accroissement considérable du 40 rendement en produit soudé, comme cela ressort clairement de 71 10693 2 2083578 l'exemple précédemment cité d'une machine à souder les treillis métalliques. Le courant de soudage ne peut passer que tant qu'un point de croisement de fils se trouve entre les électrodes-galets. La durée de soudage nécessaire dépend des diamètres des fils à 5 souder. Dans le cas de fils relativement gros, la durée de soudage nécessaire est plus importante que dans le cas de fils relativement minces. La distance que le point de croisement de deux fils à souder peut parcourir en contact avec les électrodes-galets est déterminée par les caractéristiques de construction 10 de la machine à souder, telles que diamètre des électrodes-galets et déplacement élastique des électrodes-galets perpendiculairement au plan du produit. Ces paramètres et la durée de soudage nécessaire déterminent forcément la vitesse maximum à laquelle le produit soudé peut être déplacé entre les électrodes-galets 15 pour que suffisamment de temps soit laissé au courant de soudage pour agir sur le produit soudé. De ce qui précède, il ressort que la vitesse d'avancement du treillis à souder dépend des particularités de construction de la machine et des diamètres des fils et que, en outre, comme 20 le produit soudé doit être déplacé à vitesse uniforme, la vitesse d'avancement doit rester constante au cours de l'intervalle séparant deux opérations de soudage successives. L'invention vise à procurer une machine apte surtout au soudage des treillis mais également à d'autres fins, pour le 25 soudage électrique intermittent, par résistance, de produits soudés déplacés de façon continue,pendant l'opération de soudage, entre les électrodes coopérantes, machine qui permette de faire avancer le produit soudé dans la zone de soudage à une vitesse d'avancement sensiblement supérieure à celle qui pouvait être 30 obtenue dans les machines connues jusqu'ici. A cet effet, suivant l'invention, l'une au moins des deux électrodes coopérantes se trouve sur un arbre d'entraînement parallèle au plan d'avancement et perpendiculaire au sens d'avancement du produit soudé, et elle présente deux ou plusieurs 35 faces de soudage actives prévues a des distances angulaires égales par rapport à l'arbre d'entraînement, et l'arbre d'entraînement est relié à un mécanisme qui lui imprime, en même temps que son mouvement de rotation, un mouvement de révolution autour d'un axe fixe parallèle à l'arbre, le mouvement de rota-40 tion de l'arbre d'entraînement et son mouvement de révolution 71 10693 3 2083578 étant réglés l'un par rapport à l'autre de façon que les faces de soudage actives de l'électrode suivent un trajet cycloïdal dont un tronçon coïncide en substance avec le trajet d'avancement du produit soudé. 5 Comparée aux machines de soudage à avancement intermittent du produit soudé, une telle machine présente les mêmes avantages que les machines pourvues d'électrodes-galets, en ce sens , notamment , qu'elle est de construction simple et relativement légère puisqu'elle ne comporte pas d'éléments animés d'un mouve-10 ment de va-et-vient soumis à d'importantes forces d'inertie, et, vis-à-vis dés machines à souder à électrodes-galets, elle présente l'avantage complémentaire d'assurer un rendement considérablement plus élevé par unité de temps. La machine conforme à l'invention peut être montée de telle 15 façon que, de part et d'autre du plan d'avancement du produit soudé, se trouve des arbres portant les électrodes, les faces de contact des électrodes suivant des trajets cycloïdaux présentant une symétrie énantiomorphe par rapport au plan d'avancement. Ce montage de machine est particulièrement recommanda-20 ble s'il s'agit d'utiliser de fortes pressions de soudage. Dans d'autres cas, on peut simplifier le montage de la machine en ne prévoyant qu'un arbre portant des électrodes d'un côté du plan d'avancement du produit souda, des contre-électrodes fixes, se présentant sous forme de contacts glissants, étant prévues de 25 l'autre côté, ces contre-électrodes étant avantageusement char gées élastiquement et pouvant éventuellement être refroidies. Si l'on désire obtenir uniquement un joint soudé sous la forme d'une rangée de points de soudure, comme c'est par exemple le cas dans le soudage à recouvrement de tôles, on peut éga-30 lement utiliser une machine à montage simplifié car, dans ce cas, sur l'arbre ou sur chaque arbre, il ne faut prévoir qu'une seule électrode. Pour le soudage par points multiples, en particulier pour le soudage par points de treillis, plusieurs électrodes sont au contraire montées coaxialement sur l'arbre ou 35 sur chaque arbre. Suivant une autre réalisation de l'invention, dans le sens d'avancement du produit soudé, il est prévu, décalés l'un par rapport à l'autre, dense arbres portant des électrodes ou deux paires d'arbres portarc des électrodes coopérantes, la distance 40 entre les deux arbres >u entre les deux paires d'arbres et les 71 10698 4 2083578 phases de rotation de ceux-ci étant réglées l'une par rapport aux autres de façon que les points de soudage produits par les électrodes de l'un des arbres ou de l'une des paires d'arbres se trouvent à distance voulue des points de soudure produits par 5 les électrodes de l'autre arbre ou de l'autre paire d'arbres. Lorsqu'il est prévu plusieurs arbres portant des électrodes, décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de l'avancement et entrant alternativement en action, on peut, si on le désire, compléter les différents points de soudage de chaque zone de 10 points de soudage de façon à obtenir un joint soudé continu, c'est-à-dire eue les électrodes peuvent servir directement à .L* avancer.ant pratiquement continu du produit soudé, par entraînement de celui-ci. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de 15 la description d'exemples de réalisation donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la fig. 1 est une vue axonométrique d'une machine à souder par résistance par points conforme à l'invention, destinée à la fabrication de treillis soudés, les éléments qui ne sont pas 20 essentiels à la compréhension de l'invention, tels que les mécanismes de transport et d'amenée des fils transversaux et longitudinaux, ayant été omis ; les fig. 2_a et 21d représentent, en deux vues perpendiculaires l'une à l'autre, une machine conforme à l'invention destinée 25 au soudage de tôles par points en série ; la fig. 3 représente une machine analogue à celle que représente la fig. 1 dans laquelle, toutefois, les électrodes inférieures sont des rails de glissement ; la fig. 4 représente une machine à souder des treillis 30 conforme à l'invention, pourvue de deux rangées, se succédant dans le sens d'avancement du treillis, d'électrodes coopérant par paires ; les fig. 5a, et 5b_ sont des vues en plan et en coupe d'un mécanisme faisant dériver du mouvement de rotation d'un arbre 35 un mouvement cycloïdal des points de contact d'électrodes montées sur l'arbre. La fig. 1 représente un bâti de machine se composant d'un socle 1 et de deux éléments latéraux 2, évidés de façon qu'une partie forme un cadre, le bâti entourant un boîtier 3 qui con-40 tient le transformateur de soudage. Deux arbres 5 et 6, dont 71 10698 5 2083578 l'un, l'arbre inférieur 5, est relié par des conducteurs flexibles 4 au secondaire du transformateur, s'étendent entre les éléments latéraux 2 en forme de cadres, sur toute la largeur de la machine, et portent chacun quatre électrodes triangulaires 5 7, 8, dont des angles tronqués servent de faces de contact. Les conducteurs du transformateur aboutissant à l'arbre supérieur 6 se trouvent du côté entrée du treillis de la machine et ne sont pas représentés sur la fig. 1. On pourrait également ne relier que les électrodes portées par l'arbre 5 au secondaire du trans-10 formateur et connecter électriquement les électrodes que porte l'arbre 6, de façon qu'elles coopèrent par paires sous forme de ponts de courant passifs. A leurs extrémités, les arbres 5 et 6 pénètrent dans des boîtiers de mécanismes 9 et 12, qui seront décrits de façon 15 plus détaillée dans la suite et dont les uns, les boîtiers supérieurs 9, sont montés de façon à être mobiles verticalement dans les cadres des éléments latéraux 2 du bâti de la machine et peuvent être chargés par des ressorts 10, auxquels on peut donner une tension préalable au moyen de volants 11. Du fait de 20 ce montage élastique, les électrodes 8 sont toujours pressées à une pression préalablement choisie contre les points à souder. Des arbres d'entraînement 14, articulés à cardan en 13, relient les mécanismes contenus dans les boîtiers 9 et 12 à un moteur 15. - Entre les faces de contact en présence de toutes les 25 électrodes 7 et 8 coopérant par paires, on peut voir les points de croisement des fils d'un treillis déjà soudé 16, qui est guidé dans la machine,par des organes de déplacement non représentés, dans le sens de la flèche. Ainsi qu'il sera expliqué plus loin encore, les arbres 5 30 et 6 effectuent un mouvement combiné de rotation at de révolution, en raison duquel les faces de contact des électrodes 7 et 8 se déplacent suivant un trajet cycloïdal comportant un tronçon qui coïncide avec le chemin que suit le treillis 15, si bien que les électrodes 7 et 8 peuvent, sur toute la longueur de ce tronçon, 35 coopérer par paires en amenant le courant et en exerçant la pression et, par conséquent, permettent d5obtenir pour le treillis 16 une vitesse d'avancement sensiblement plus grande que dans le cas où on utilise des électrodes-qalets, ce qui accroît le rendement dans une mesure correspondante» 40 Les fig. 2_a et 2_b. représentent, en deux vues perpendicu 71 10698 6 2083578 laires l'une à l'autre, une machine servant à assembler deux bandes de tôle, 17a., 17b, par soudage par résistance en une rangée de points de soudure. Dans cette machine, les deux arbres 5 et 6 ne portent chacun qu'une électrode présentant trois 5 faces de contact, ces électrodes étant désignées par 7 et 8 respectivement. Les arbres et les boîtiers de mécanisme correspondants 9 et 12 sont montés sur des bras respectifs 18 et 19, montage qui laisse subsister suffisamment de place pour la bande de tôle 17b. Les deux arbres 14, pourvus d'articulations à la 10 cardan 13, sont accouplés à leurs extrémités, côté entraînement, par des roues dentées 20 et 21, ce qui assure un mouvement synchrone énantiomorphe des électrodes 7 et 8. La machine représentée sur les fig. 2a. et 2b. peut être utilisée, si la distance comprise entre les arbres 5 et 6 est accrue de façon 15 convenable, pour le soudage d'éléments de liaison transversaux entre deux barres longitudinales parallèles en vue de la fabrication des armatures pour béton armé connues dans le commerce sous la marque "bi—Stahl". Les électrodes 7 et 8, qui tournent en sens opposés, pressent les deux barres longitudinales contre 20 l'élément de liaison transversal amené entre elles par des dispositifs d'alimentation appropriés et cet élément est assemblé aux barres longitudinales par deux points de soudure en série. La machine représentée sur la fig. 3 se distingue de celle que représente les fig. 2a, et 21d en ce qu'elle ne comporte 25 que d'un seul côté du produit à souder une électrode 8 montée sur un arbre et présentant trois faces de contact, la contre-électrode étant formée par un contact glissant 23, pressé élas-tiquement contre le produit à souder l7a_, 17b par des ressorts 24. 30 L'alimentation en courant du contact glissant est assurée par un conducteur flexible 4. 22 désigne une alimentation- en liquide de refroidissement. Si la machine comporte plusieurs électrodes montées coaxialement sur l'arbre 6 ainsi qu'un nombre correspondant de contre-électrodes 23, elle peut convenir au sou— 35 dage par points multiples, en particulier au soudage de treillis. La fig. 4 représente une machine double de celles qui ont été décrites jusqu'ici. Cette forme d'exécution est prévue pour que, si- l'on choisit de façon convenable la distance comprise entre les deux paires d'électrodes coopérantes 7a, 8a. et 713, 81d 40 ainsi que la position relative des électrodes des deux paires 71 10693 7 2083578 d'électrodes, c'est-à-dire les phases de rotation des arbres 5a., 6a. et 5]d, 6b, on puisse obtenir une diminution, par exemple une diminution de moitié, de la distance comprise entre deux points de soudure voisins. 5 Dans le cas illustré par la fig. 4, il est supposé que les points de soudure Q^, Q'^» Quî se succèdent à éga les distances, sont soudés par la paire d'électrodes 7a., 8a. • Il convient de noter que ces distances ne peuvent pas être choisies de façon arbitraire mais sont en rapport avec les dimen-10 sions des électrodes et avec le nombre des faces de contact de celles-ci. La distance comprise entre la paire d'électrodes 71j, 8b. et la paire d'électrodes 7a., 8a. et la position des électrodes des deux paires les unes par rapport aux autres peuvent toujours être calculées de façon que la deuxième paire d'électrodes 15 pose par exemple ses points de soudure, désignés dans l'ensemble par Q£ «.., comme l'indique la fig. 4, exactement en position médiane entre deux points de soudure de la paire d'électrodes 7a., 8a.-. Dans le produit fini, la distance de deux points de soudure voisins de la rangée de points de soudure, produite 20 par toutes les électrodes prévues en alignement parallèlement au sens d'avancement du produit soudé, est égale à la distance, divisée par le nombre des arbres, des points de soudure d'une rangée de points produite par une seule électrode» Au lieu de deux jeux d'électrodes, il peut évidemment en être prévu davan-25 tage de la même façon, en succession, auquel cas la rangée de points de soudure est divisée de façon plus serrée et peut finalement donner un joint soudé continu. Eventuellement, pour un nombre convenable d'électrodes entrant successivement en action, le mouvement des électrodes 30 peut, par entraînement du produit soudé, servir à faire avancer celui-ci. Les fig. 5a. et 5j& représentent enfin, respectivement en plan et en coupe, un mécanisme de type connu permettant d'obtenir le mouvement .voulu des électrodes suivant un trajet cycloï-35 dal ainsi que la trajectoire courbe des faces de contact d'une électrode présentant dans l'ensemble trois faces de contact 7A, 733, 7C. L'arbre 14, entraîné par un moteur, traverse centralement une roue fixe 25, portant à la périphérie une denture extérieure 40 28. L'arbre 14 est solidaire d'un disque d'excentrique 26, qui, 71 10698 8 2083578 de son côté, s'ajuste dans un évidement d'une roue 2 7. La roue 27 est pourvue d'une denture intérieure 29, complémentaire de la denture 28 de la roue 25, et elle est de son côté solidaire d'un arbre 5, sur lequel sont fixées les électrodes 7, prévues 5 en une disposition et en un nombre voulus. La rotation de l'arbre 14 se transmet au disque d'excentrique 26 et, de celui-ci, à la roue 27. Les diamètres des roues 25 et 27 doivent se présenter l'un par rapport a l'autre dans le rapport n:(n-l), n désignant le nombre des faces de contact 10 choisies pour une électrode* Pour l'exemple d'exécution dans lequel une électrode présente trois faces de contact, les diamètres des roues sont donc dans le rapport de 3:2. Si l'arbre 14 et le disque d'excentrique 26 solidaire de cet arbre tournent dans le sens des flèches indiquées sur la 15 fig. 5a., la roue fixe 25 effectue par rapport à l'arbre 14 une rotation de même grandeur mais de sens différent. La roue 2 7 est entraînée par le disque d'excentrique 26, sa denture intérieure 29 étant toutefois en prise continue avec la denture extérieure 28 de la roue 25, de sorte que les deux roues sont 20 forcées de tourner l'une sur l'autre. Le mouvement total qu'effectue la roue 2 7 se décompose en un mouvement de révolution de son axe autour de l'axe de la roue 25 et un mouvement de rotetion simultané sur son propre axe, le mouvement de rotation sur cet axe étant égal à la somme algé-25 brique des mouvements du disque d'excentrique 26 et de la roue 25 et, de plus, le rapport de transmission 2:3 entre les dentures 28 et 29 entrant en ligne de compte. Dans l'exemple d'exécution considéré, à une rotation de 360° de l'arbre 14 correspond donc un mouvement de rotation de la roue 2 7 sur son propre axe 30 de 360° (1-2/3) = 120°. L'électrode passe alors de la phase de rotation représentée 7A, 7B, 7C à la nouvelle phase de rotation 7C, 7A, 7B. Comme l'indique également la fig. 5a., le trajet cycloxdal des électrodes comporte, entre les points désignés par 30 et 31, 35 une partie sensiblement rectiligne, ce qui signifie que, malgré la progression du produit soudé, la zone entière comprise entre ces deux points peut être utilisée pour une soudure et que, par conséquent, on dispose d'un temps de soudure suffisamment long sans que le mouvement du produit soudé soit interrompu. 40 Dans le cadre de l'invention, il existe évidemment, encore 71 10698 9 2083578 d'autres mécanismes susceptibles de faire dériver d'un mouvement de rotation pur un mouvement des faces de contact suivant une trajectoire cycloïdale. 71 10698 10 2083578 REVENDICATIONS 1. Machine de soudage électrique intermittent par résistance d'un produit à souder déplacé de façon continue pendant l'opération de soudage entre des électrodes coopérantes, en par- 5 ticulier pour le soudage de treillis, caractérisée en ce aue l'une au moins des deux électrodes coopérantes se trouve sur un arbre d'entraînement parallèle au plan d'avancement et perpendiculairement au sens d'avancement du produit à souder et présente deux ou plusieurs faces de soudage actives prévues à distances 10 angulaires égales par rapport à l'arbre d'entraînement, et en ce que l'arbre d'entraînement est relié à un mécanisme qui produit, en même temps qu'un mouvement de rotation de l'arbre, un mouvement de révolution de celui-ci autour d'un axe fixe parallèle, le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement et le mouve-15 ment de révolution de celui-ci étant réglés l'un par rapport à l'autre de façon que les faces de soudage actives des électrodes suivent un trajet cvcloïdal comportant un tronçon qui coïncide sensiblement avec le trajet d'avancement du produit soudé. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en 20 ce qu'elle comporte des arbres (5,6) portant des électrodes aux deux côtés du trajet d'avancement du produit soudé (16; 17a, 17b) et en ce que les faces de contact des électrodes (7,8) suivent des trajets cycloïdaux présentant une symétrie énantiomorphe par rapport au trajet d'avancement (fig. 1, 2 et 4). 25 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, d'un côté du trajet d'avancement du produit soudé 06) , un arbre (6) portant des électrodes et, de l'autre côté, des contre-électrodes fixes (23), éventuellement chargées par ressorts et faisant fonction de contacts glissants (fig. 3). 30 4. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, en particulier pour le soudage à recouvrement de tôles ou pour le soudage d'éléments transversaux entre deux barres longitudinales, caractérisée en ce qu'une seule électrode (7,8) est prévue sur l'arbre ou sur chacun des arbres (5,6) (fig. 2). 35 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, en particulier pour le soudage de treillis, caractérisée en ce que l'arbre ou chaque arbre (5,6) porte plusieurs électrodes (7,8) (fig. 1). 6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 40 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte, décalés l'un par rap- bad original 71 10698 ii 2083578 port à l'autre dans le sens d'avancement du produit soudé, deux arbres portant des électrodes ou deux paires d'arbres (5a,, 6a,; 5b., 6Jd) portant des électrodes coopérantes, la distance entre les deux arbres ou les deux paires d'arbres et les phases de ro-5 tation de ces arbres ou de ces paires d'arbres étant réglées l'une par rapport aux autres de façon que les points de soudure (Q^) produits par les électrodes (7a, 8a.) de l'un des arbres ou de l'une des paires d'arbres (5a., 6a.) se trouvent à distance voulue des points de soudure (C^) qui sont produits par les 10 électrodes (7b., 81d) de l'autre arbre ou de l'autre paire d'arbres (5b, 6b) (fig- 4). 7. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la commande de rotation de chaque arbre portant des électrodes (5,6) comporte une première roue 15 dentée (2 7) montée sur l'arbre (5,6) et pourvue d'une denture intérieure (29), un disque circulaire (26) logé dans un évide-ment coaxial de cette roue dentée (2 7) et s'y ajustant, pourvu d'un arbre d'entraînement excentrique monté fixe (14), ainsi qu'une deuxième roue dentée (25) montée coaxialement sur cet 20 arbre (14) et engrenant avec la denture intérieure (29) de la première roue dentée (2 7), cette roue dentée (25) portant une denture extérieure (28), les diamètres des cercles primitifs des deux roues dentées (27, 25) étant dans le rapport n:(n-1), n représentant le nombre de faces de contact, disposées à distances 25 angulaires égales, de l'électrode ou des électrodes (7,8) (fig. 5).