Brevet FR2364729A1 — publié le 19780414

La présente invention a pour objet un pistolet de dépit de pâte a braser et une machine en faisant application. De façon plus précise, la présente invention concerne un dispositif de dépôt de pate a braser pour assembler des pièces en grandes séries, cette brasure nécessitant un dépôt à volume constant. On sait que le brasage est une opération par laquelle on peut assembler des pièces métalliques l'aide d'un métal non ferreux dit métal d'apport et qui se présente sous forme de patte dans le cas de l'invention, le métal d'apport étant caractérisé par un point de fusion nettement inférieur à celui du métal formant les pièces a assembler. La pénétration du métal d'apport a l'intérieur du joint obéit aux lois de la capillarité, et elle est en particulier fonction de la tension superficielle du métal d'apport à l'état liquide* Le brasage s'accompagne fréquemment d'un phénomène de diffusion superficielle du métal d'apport dans le métal des pièces a assembler et réciproquement. Dans le type de brasage considéré, l'opération se déroule en deux étapes. Tout d'abord a un premier poste de travail, on empote toutes les portions de liaison des pièces a assembler, puis on transporte les pièces ainsi emportées dans un four porté a une température telle qu'on obtienne la fusion de la p te et en conséquence, la solidarisation des pièces Il est donc nécessaire qu'après son dépit la pâte adhère suffisamment bien aux pièces pour permettre leur transport. En outre, pour certains types de brasure, on est amené a utiliser des pâtes à braser à base de métaux relativement chers (argent, cadmium, cuivre...). Il est donc souhaitable de ne déposer que la quantité de pâte nécessaire pour obtenir une bonne solidarisation. Un cas important de brasure de pièces en grandes séries demandant une grande régularité est la réalisation et le montage des grilles d'espacement pour les assemblages combustibles constituant le coeur des réacteurs nucléaires du type a eau sous pression (PWR) Ces grilles servent a maintenir en place les éléments combustibles constituant un assemblage combustible du coeur. Ces grilles sont décrites par exemple dans le brevet français 73 23 800 déposé au nom de la demanderesse. On sait qu'elles sont constituées par un certain nombre de bandes métalliques verticales disposées selon deux directions orthogonales et qui forment ainsi un "casier" à pas carré. Il est nécessaire de solidariser les bandes entre elles par brasure à leur point de croisement. Un procédé connu pour braser ces grilles consiste à utiliser un pistolet pour déposer la pâte dans lequel on exerce une pression sur ladite pâte seulement lorsqu'on veut éjecter la pâte en vue de son dépit sur la pièce. Cependant, cette technique ne donne pas de bons résultats pour le dépôt de la patte. C'est pourquoi, on est amené à effectuer avant le déport un nickelage des pièces à assembler. Puis on fait le dépit très localisé d'une goutte de pâte à chaque extrémité de la jonction des deux bandes métalliques. La couche nickelée permettant l'étalement de la pâte sur toute la longueur de la jonction.Cependant, comme le nickel contient toujours des traces de cobalt, il est nécessaire d'effectuer une deuxième opération supplémentaire qui consiste à enlever le dépit de nickel sur toutes les parties des bandes métalliques non recouvertes par la brasure. Cette opération a également pour but d'éviter que, lors du fonctionnement du réacteur, des particules de nickel ne soient arrachées et ne soient entraînées par l'eau de refroidissement du réacteur. La présente invention concerne précisément un pistolet de dépit de pâte à braser qui permet d'obtenir directement un dépôt adhérent de pâte à braser sur les pièces A assembler sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des opérations supplémentaires. Le pistolet pour le dépit de pâte à braser sur des pièces à assembler se caractérise en ce qu'il comprend un ensemble d'admission de la pate, un ensemble de commande de l'ensemble d'admission et un réservoir de stockage de ladite pate, ledit ensemble d'admission comportant une chambre d'admission reliée par un canal d'admission audit réservoir, ladite chambre communiquant par un orifice avec une buse d'éjection solidaire dudit ensemble d'admission, et à l'inte- rieur de ladite chambre un pointeau-mobile solidaire d'une tige, ledit pointeau étant apte à venir obturer ledit orifice, en ce que ledit ensemble de commande comprend un ressort de rappel plaquant ledit pointeau sur ledit orifice de telle façon qu'il l'obture, et un dispositif pour commander le retrait dudit pointeau, et en ce que ledit réservoir comporte des moyens pour maintenir la pâte à braser sous une pression constante L'invention concerne également une machine automatique pour 1'empatage de pièces à assembler, caractérisée en ce qu'elle comprend sur un bati fixe, un ensemble de transfert des pièces à assembler et un ensemble porte-pistolet, l'ensemble de transfert comportant un chariot muni de moyens de fixation des pièces à assembler et des moyens pour déplacer ledit chariot selon deux directions perpendiculaires X et Y, ces directions définissant un plan perpendiculaire aux cordons de brasage à réaliser, ledit ensemble porte-pistolet étant muni d'au moins un pistolet, ledit ensemble comportant des moyens pour déplacer le ou lesdits pistolets selon une direction Z perpendiculaire au plan défini par les directions X et YO De toutes façons, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 1, une vue d'ensemble d'un pistolet d'empàtage selon l'invention ; - sur la figure 2, une coupe verticale de l'ensemble d'admission du pistolet ; ; - sur les figures 3 et 4, des vues en élévation et de dessus d'une machine à quatre pistolets pour le brasage de grilles d1 espacement* Sur la figure 1, on a représenté en élévation et en coupe partielle un mode de réalisation du pistolet d'emp - tage. Ce pistolet qui porte la référence générale 2 comprend essentiellement un ensemble d'empatage 4 et un ensemble de commande pneumatique 6 montés dans le prolongement l'un de l'autre. On trouve en outre un réservoir 8 de stockage de pate fixé de façon amovible sur l'ensemble d'emp tage 4, et une canalisation 10 d'arrivée d'air comprimé pour actionner lBen- semble de commande pneumatique 6.Enfin, le pistolet 2 est fixé sur un support mobile 12 qui permet de communiquer au pistolet les déplacements voulus pour réaliser sur les pièces le cordon de brasure. La pâte a braser est stockée sous pression oons- tante dans le réservoir 8. Ce résultat peut par exemple être obtenu en disposant au fond du réservoir 8 un piston mobile (non représenté) qui pousse la pâte sous l'action d'air comprimé taré à une pression constante. Par action de l'ensemble de commande 6, on permet à la pâte (sous pression constante) d'atteindre la buse 14 d'éjection, ce qui entraine le dépit de la p te sur les pièces à braser. En se référant à la figure 2, on va décrire plus en détail l1 ensemble d'emp tage 4 du pistolet 2. L'ensemble d'empatage 4 est constitué par un corps 16 percé d'un alésage axial borgne 18 et d'un alésage oblique 20 débouchant vers le fond de l'alésage borgne 18. La partie 22 du corps 16 entourant l'alésage 20 est filetée à son extrémité en vue du vissage sur cette partie filetée du réservoir de stockage de pate 8. Le fond de l'alésage 18 forme une chambre 24 d'admission de la pâte. L'alésage 20 qu'on appellera ultérieurement canal d'admission débouche dans cette chambre 24.La paroi interne 26 constituant le fond de la chambre d'admission 24 est percée d'un orifice 28 disposé dans le prolongement de l'alésage 18, cet orifice debouchant dans une chambre interne 30 dite "chambre d'éjection * Cette chambre débouche à l'extérieur du corps 16 par un alésage 32, qui fait un certain angle avec l'axe du corps 16. Dans cet alésage 32s on introduit la buse 12 qui est immobilisée par rapport au corps 16 par une vis 34. L'orifice 28 est raccorde à la paroi interne 26 par une portion légèrement tronconique 36 qui sert de siège à un pointeau de commande 38 susceptible de se déplacer selon l'axe de l'alésage 18. Lorsque le pointeau 38 est appliqué sur le siège 36, il obture ainsi l'orifice 28 et interrompt la communication entré les chambres 24 et 30. La tige de pointeau 40 se déplace à l'intérieur d'un fourreau cylindrique 42 introduit dans l'alésage 18 et qui prolonge le corps 4O La chambre d'admission 24 est ferme par une membrane souple 43 comportant un trou central circulaire 44. La membrane 43, est rendue solidaire du pointeau en son centre. La tige de pointeau 40 pénètre dans l'alésage 44 et la membrane 43 est serrée sur l'épaulement 46 de la tige 40 par un ensemble rondelle-écrou 480 La membrane 43 est rendue solidaire du corps 4 par coincement de son rebord 50 entre le corps 4 et le fourreau 420 Les déplacements du pointeau 38 sont guidés par une partie élargie 52 de la tige 40 qui coopère avec la paroi interne du fourreau 42.La tige 40 est prolongée par une tige de commande 54 reliée à la tige de pointeau 40 par la clavette 560 L'ensemble de commande 6 est vissé sur l'extrémité du fourreau* Le pointeau 38 en temps normal est plaqué sur son siège 36 grâce au ressort de rappel 58 qui entoure la tige de commande 560 Le ressort prend appui d'une part sur l'épau- lement 60 solidaire du fourreau 42 et d'autre part sur la face 62 de la tige de pointeau 400 Comme on le voit sur la figure 1, la tige de commande 54 est solidaire du piston 64 d'un vérin à simple effet dont le corps est référencé 66. Le cylindre peut autre commandé par l'introduction d'air comprimé par la canalisation 10. On comprend que, en l'absence de commande pneumatique, le pointeau 38 est plaqué contre son siège 36 par l'action du ressort de rappel 58 Ce n'est que lorsqu'on envoie de l'air comprime par la canalisation 10, qu'on a un retrait du pointeau 38 et donc un rétablissement de la communication entre les deux chambres 24 et 30. Il faut préciser de plus, qu'on a donné à l'extrémité 70 de la buse 14 une forme biseautée particulière, afin que cette extrémité éjecte correctement la pâte de brasage et qu'en plus elle serve de spatule pour étaler la pâte au fur et à mesure de son dépit sur les pièces à assembler. Le fonctionnement du pistolet découle clairement de la description précédente, La pâte de brasure est stockée sous une pression constante et réglable dans le réservoir 8 et dans la chambre d'admission 24 Lorsqu'on veut empâter les pièces, on provoque le retrait du pointeau 38 par action du système de commande pneumatique La pate est éjectée par la buse 14 sous la pression constante réglée Il suffit de déplacer le pistolet 2 pour réaliser l'ensemble du dépit de pâte et d'arrêter la commande pneumatique à la fin de l#opération, ce qui provoque immédiatement leobturation de l'orifice 28 On comprend que, pour une viscosité de pate donnée, on dispose de deux paramètres de réglage du débit et par là du dosage de la pâte e on peut agir sur la pression de stockage de la pàte dans le réservoir 8 ; on peut faire varier la durée d'ouverture du pointeau La combinaison de ces deux paramètres indépendants permet en pratique de doser de façon judicieuse le cordon de pbte déposé Dans ce qui précède, on a décrit un système de commande pneumatique du pointeau 38 Il va de soi qu'on pourrait utiliser d'autres systèmes de commande tels qu'une commande hydraulique ou une commande électromagnétique. En se référant aux figures 3 et 4, on va décrire maintenant un mode de réalisation dgune machine pour braser automatiquement des grilles d'espacement* Cette machine comprend quatre pistolets car on comprend bien qu'au croisement de deux bandes métalliques, il y a quatre dièdres droits à empâter, à l'exception des bandes constituant l'entourage des grilles pour lesquelles seuls deux dièdres sont à empatter. La machine est supportée par un bati 100 sur lequel on trouve dbune part un ensemble de transfert de grille 102 et d'autre part un ensemble porte pistolet 1040 L'ensemble de transfert 102 comprend un premier chariot 106 guidé par un rail 108 solidaire du bti 100. Le premier chariot 106 peut se déplacer par rapport au bati selon la direction X Le chariot 106 porte une charpente rigide 108 munie de deux colonnes de guidage verticales 110 et llO'o Ces colonnes servent à guider un deuxième chariot 112 qui peut se déplacer selon la direction verticale Y Sur ce deuxième chariot 112, on peut fixer la grille 114 à assembler. Elle est fixée par exemple par l'intermédiaire de deux équerres de serrage 116 et 116' qui sont montées articulées sur le deuxième chariot, Une tige de commande 120 également articulée permet de parfaire le positionnement de la grille 114, pour amener les bords de celle-ci parallèles aux directions X et Y On a symbolisé les moyens de déplacement du deuxième chariot 112 par un contre-point 122 associé à une poulie de renvoi 124 et par une crémaillère 126. Il va de soi que tout ceci pourrait être remplacé par un moteur d'entrainement pas a pas, dont le pas est égal a celui de la grille. De même, un deuxième moteur pas a pas pourrait commander les déplacements du premier chariot 106 sur le bâti. Comme on l'a déjà indiqué, l'ensemble porte-pistolet 104 comporte quatre pistolets 2a, 2b, 2c et 2d (seuls deux pistolets sont visibles sur la figure 4). Cet ensemble 104 comprend une platine 126 montée pivotante autour d'un axe vertical 128 solidaire du bâti. Des poussoirs non représentés permettent de faire pivoter autour de l'axe la platine 126 selon les flèches F1 et F' . On comprend que ce pivotement de la platine 126 entraîne un pivotement correspondant des pistolets et donc de leur buse 14 d'éjectionde pâte. Ce mouvement de réglage préalable permet de compenser le fait que la grille peut être légèrement inclinée par rapport à la direction X. Dans ce cas, les bandes 130 ne seraient pas perpendiculaires à la direction X. Sur la platine 126, on trouve un ftt 132 susceptible de se déplacer par rapport a la platine 126 selon la direction Z. Sur le fut 132, on trouve quatre chariots 134a, 134b, 1345 et 134d susceptibles de se déplacer selon la direction Z liée à la platine. Chaque pistolet 2 est fixé sur un chariot 134. Les quatre chariots sont mis en mouvement par un système mécanique unique. Toutefois, chaque chariot est muni d'un embrayage électro-magnétique pour autoriser un déplacement simultané d'un nombre quelconque (de un à quatre) de pistolets. I1 va de soi que la machine complète comporte un ensemble de commande électrique pour synchroniser les différents déplacements de l'ensemble de transfert 102 et de l'ensemble porte-pistolet 104. Cet ensemble de commande synchronise également le mouvement des pistolets avec la commande d'ouverture des pointeaux 38 de chaque pistolet. La machine comporte également une source d'air comprimé pour alimenter les tubes flexibles 10 des ensembles de commande des pistolets. REVENDICATIONS 10 Pistolet pour le dépit de pâte a braser sur des pièces à assembler, caractérise en ce qu'il comprend un ensemble d'admission de la pâte, un ensemble de commande de l'ensemble d'admission et un réservoir de stockage de ladite pâte, ledit ensemble d'admission comportant une chambre d'admission reliée par un canal dladmission audit réservoir, ladite chambre communiquant par un orifice avec une buse a'éjection solidaire dudit ensemble d'admission, et à l'intérieur de ladite chambre un pointeau mobile solidaire d'une tige, ledit pointeau étant apte à venir obturer ledit orifice, en ce que ledit ensemble de commande comprend un ressort de rappel plaquant ledit pointeau sur ledit orifice de telle façon qu'il l'obture, et un dispositif pour commander le retrait dudit pointeau et en ce que ledit réservoir comporte des moyens pour maintenir la pâte à braser sous une pression constante. 2. Pistolet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande est constitué par un vérin pneumatique solidaire de la tise du pointeau. 3. Pistolet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre d'admission est constituée par une cavité interne ménagée dans le corps de l'ensemw ble d'admission et en ce qu'elle est fermée par une membrane souple, traversée en son centre de façon étanche par ledit pointeau et solidaire par son rebord externe dudit corps. 4. Pistolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la buse d'éjection comporte une extrémité biseautée apte à servir également de spatule pour étaler ladite pâte sur lesdites pièces. 5. Machine automatique pour l'empatage de pièces à assembler, caractérisée en ce qu'elle comprend sur un bAti fixe, un ensemble de transfert des pièces à assembler et un ensemble porte-pistolet, l'ensemble de transfert comportant un chariot muni de moyens de fixation des pièces à assembler et des moyens pour déplacer ledit chariot selon deux directions perpendiculaires X et Y, ces directions définissant un plan perpendiculaire aux cordons de brasage à réaliser, ledit ensemble porte-pistolet étant muni d'au moins un pistolet selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, ledit ensemble comportant des moyens pour déplacer le ou lesdits pistolets selon une direction Z perpendiculaire au plan défini par les directions X et Y. 6. Machine automatique selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour empâter des grilles d'espacement pour éléments combustibles de réacteur nucléaire.