Brevet FR2263063A1 — publié le 19751003

'ta présente invention concerne les montages de chaliuaeaux à plasma à arc0 Les chalumeaux à plasma à arc sont de deux sortes : dans l'une, le chalumeau est connecté à un circuit électrique pro duisant l'éclatement d'un arc entre une anode et une cathode dans l'enceinte du chalumeau, l'arc y étant entretenu pendant qu'il est traversé par un gaz qui s'échappe par une buse; dans l'autre, le chalumeau est également connecté à un circuit électrique comprenant une pièce à usiner, un arc éclatant entre la cathodes située à l'intérieur de la buse, et la pièce elle-mê meO La présente invention concerne cette seconde sorte de chalumeau qui sera dénommé, dans la présente description, "chalumeau à plasma à arc transféré"0 Les plasmas des chalumeaux à arc transféré sont utilisés, entre autres, pour préchauffer une pièce électriquement conductrice en vue de la rendre plus facile à usiner Le chalumeau est fixé à une machine-outil portant la pièce de façon à pouvoir la faire tourner, et il est placé de façon à transférer son arc électrique dans la pièce en avant de l'outil de coupe qui la découpe pendant qu'elle tourne.Mais on éprouve quelquefois une certaine difficulté à faire passer l'arc de l'anode du chalumeau à la pièce0 Cette difficulté est généralement causée par aes copeaux ou autres matériaux diélectriques recouvrant la pièce0 Dans ce cas, le chalumeau doit être approché de. la pièce pour diminuer l'écart entre la buse et la surface de la pièce, l'arc s'établit alors, et le chalumeau peut être ramené à sa position d'origine par rapport à la pièce0 L'état actuel de la technique indique que, pour produire l'éclatement d'un arc dans les circonstances précitées, le chalumeau doit être déplacé sur la machine-outil au moyen d'un chariot transversal, lui-même déplacé au moyen d'un système à vis sans fin et manivelle L'opérateur doit se pencher au-dessus de la pièce pour observer ce qui se passe dans l'espace exigu séparant le chalumeau de la pièce afin de constater l'éclatement de l'arc et éviter d'amener le chalumeau en contact avec la pièce0 Il doit ensuite ramener le chalumeau à une position indiquée sur un cadran.Le dispositif risque donc dren- traîner des erreurs de position, des collisions, et, dans une certair.e-mesure, des risques pour l'opérateur0 La présente invention a donc pour but de réaliser un montage pour chalumeau à plasma à arc transféré tel que déSi- ni ci-dessus, pouvant être utilisé avec une machine-outil en vue de préchauffer une pièce à travailler, électriquement conductrice, dont le métal sera enlevé par ledit chauffage. Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'un montage pour chalumeau à plasma à arc transféré tel que défini ci-dessus, permettant de monter ledit chalumeau sur un porte-outil dans une première position de travail par rapport à une pièce à travailler et comportant des organes faisant progresser ledit chalumeau par rapport audit porte-outil d'une distance prédéterminée vers ladite pièce, pour faciliter le transfert de l'arc, et ramenant ledit chalumeau à la pre mière position de travail quand l'arc s'est établi. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à deux exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels : - la figure I est une vue de côté, partiellement en coupe, d'un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est une vue semblable d'un second mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on voit un chalumeau à plasma à arc transféré 10, tel que défini ci-dessus, dont le fonctionnement, connu, ne sera pas décrit en détail; ce chalumeau comporte un manchon très ajusté 12 en matière électriquement isolante telle que celle connue sous le nom de 'lDuSnol" (Marque déposée). Un second manchon 14 est vissé sur le manchon 12 de sorte que, pour tout ce qui concerne le fonctionnement du dispositif, le chalumeau 10, le manchon 12 et le manchon 14 forment une pièce unique. Le manchon 14 a une extrémité lo de plus grand diamètre en ajustement glissant dans un cylindre 18 non conducteur de l'électricité. Ce manchon 14 est monté dans le cylindre 18 en l'introduisant, en-même temps que le manchon 12 et le chalumeau 10, par l'extrémité gauche (sur le dessin) du cylindre 18 Immédiatement avant cette introduction, on pose toutefois, un ressort hélicoldal 20 sur la face diamètrale externe du manchon 14 ; lors-de l'insertion du manchon dans le cylindre 18, ce ressort vient buter contre un flasque annulaire inter ne 22 dudit cylindre et se trouve comprimé entre ce flasque interne et ltextrémité de plus grand diamètre 16 du manchon. L'intensité de la compression du ressort est déterminée par la distance dont le manchon 14 peut être poussé dans le cylindre 18 avant qu'un flasque 24, à l'extrémité du manchon 12, prenne contact avec uneextrémité du cylindre 18. Lorsque le flasque 24 touche l'extrémité du cylindre, l'ensemble est maintenu dans cette position pendant qu'on place un segment de piston 26, une rondelle d'étanchéité 28 et un circlip 30 sur 1' extrémité droite (vue sur le dessin) du manchon 14. 'l'ensemble est alors libéré et les manchons 14 et 12 ainsi que le chalumeau 10 sont poussés vers la gauche du dessin par le ressort 20 jusqu'à ce que le segment de piston 26 bute contre la face du flasque interne 22 éloignée du ressort 20. Ceci produit-un petit Xeu 32 entre le flasque 24 et llextrémi- té du cylindre 18. Le segment de piston 26 est conformé de façon que, bien qu'il bute contre le flasque annulaire 22, un espace annulaire 34 soit ménagé entre ledit segment et le flasque et qu'un tuyau d'air soit raccordé à cet espace. L'alimentation en air de cet espace est réglée par un distributeur d'écoulement 36 comportant un piston 38, manoeuvré au pouce, et comportant deux passages 40, 42. En position inactive, l'espace 34 communique avec l'air libre par les passages 42, 40. F.n position active, l'espace 34 est raccordé à une source d'air à haute pression (non représentée) en abaissant le piston 38 jusqu'à ce que le passage 40 s'aligne sur l'entrée d'air 43, le passage 42 étant alors obturé. L'ensemble décrit est serré sur le porte-outil d'une machine-outil, par la bride 48, dans une position telle, relativement à un outil de coupe, que lorsque ce dernier est placé de façon à découper une pièce à usiner, le chalumeau soit placé de façon qu'un arc éclate entre lui et la pièce à l'endroit appropriés Mais s'il y a des copeaux ou d'autres corps étrangers augmentant localement la résistance électrique de la pièce, donc empêchant l'établissement de l'arc entre le chalumeau et la pièce, l'opérateur abaisse le piston 38, l'air à haute pression emplit l'espace 34 et pousse le segment dé piston 26, donc le chalumeau 10, vers la droite, en direction de la pièce, jusqu'à ce que le flasque 24 bute contre l'extré mité du cylindre 18, réduisant ainsi l'intervalle entre la buse du chalumeau et la pièce 50 à une distance assez petite pour que l'arc puisse jaillir-Lorsque l'arc s'établit, l'opérateur libèra le piston 38 qui est poussé vers le haut par un ressort 52 et permet à l'air de l'espace 34 de s'échapper dans l'atmos sphère, Le ressort 20 éloigne alors le chalumeau 10 de la pièce sans provoquer l'extinction de l'arc qui vient de s'établir, Dans le mode de réalisation de la figure 2, sur laquelle les pièces et facteurs correspondant à ceux de la figure I portent les mêmes numéros de référence, le déplacement du chalumeau 10 vers la pièce à usiner 50 est produit mécaniquement par la manoeuvre d'un levier 66, actionne en 70- par l'opérateur, et dont le point d'appui 68 est situé dans le montage, perpendiculairement à son axe longitudinal. La traction, vers la gauche du dessin, de l'extrémité 70 provoque le déplacement en sens inverse de l'extrémité 64 qu entraîne une goupille 60 fixée aux manchons solidaires du chalumeau 90 et se déplaçant dans une fente 62 du cylindre 18o Le chalumeau se rapproche donc de la pièce 50, contre l'action du ressort 20, de la distance 32 facilitant l'établissement de l'arc. La libération du levier, après établissement de l'arc, permet au ressort 20 de ramener le chalumeau à sa position d'origines Le déplacement du manchon 14 par rapport au cylindre 18 est limité par un simple circlip-30, ce second mode de réalisation ne comportant évidemment, à cet endroit, ni segment 26 ni rondelle d'étanchéité 28o Il apparaîtra aux spécialistes que les dimensions des divers éléments du dispositif sont fixées de façon à produire le jeu approprié aux conditions de fonctionnement et que la réaction du chalumeau à la pression, soit de l'air, soit du ressort, est extrêmement rapide. REVENDICATIONS 1.- Montage pour chalumeau à plasma à arc transféré, pour l'usinage de pièces sur machines-outils, approprié à fixer ledit chalumeau sur un porte-outil dans une première position de travail par rapport à la pièce à usiner, caractérisé en ce qu'il comporte des organes d'avancement et de recul faisant progresser ledit chalumeau par rapport audit porte-outil d'une distance prédéterminée vers ladite pièce pour faciliter le transfert de l'arc et ramenant ledit chalumeau à la première position de travail quand l'arc est transféré. 2.- Pontage pour chalumeau à plasma à arc transféré selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit montage comporte un corps creux ouvert au moins à une de ses extrémités pour permettre à au moins la buse de ladite torche de faire saillie hors dudit corps creux vers ladite pièce0 3.- Montage pour chalumeau à plasma à arc transféré selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'avancement du chalumeau comportent un tube de débit de fluide pressurisé sur le parcours duquel-est disposé un distributeur de l'écoulement de fluide dans ledit tube et dont l'extrémité de débit est raccordée à l'intérieur du montage du chalumeau de façon qu'en cours de fonctionnement, du fluide pressurisé soit débité dans ledit intérieur pour agir, au cours du fonctionnement, sur une surface associée audit chalumeau pour faire avancer ce dernier. 4.- Montage pour chalumeau à plasma à arc transféré selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de recul sont constitués par un ressort de rappel0 50- Montage pour chalumeau a' plasma à arc transféré selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit fluide pressurisé est de l'aire o.- Montage pour chalumeau à plasma à arc transféré selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'avancenent et de recul du chalumeau sont constitués, d'une part, par un levier dont le point dd,'agpui est situé dands ledi monta part d'autre part par un ressort de rappel ge pendicuIairement à son axe longlbldinaV, l'une des extrémiés dudit levier pouvant vanir au contact du chalumeau de façon qu'en cours de fonctionnement, le pivotement du levier dans un sens entraîne l'avance rectiligne du chalumeau vers La pièce à usiner pour faciliter le transfert de l'arcs à l'encontre de la force du ressort qui ramène ensuite le chalu meau à sa position d'origine.