Brevet FR2363398A1 — publié le 19780331

La présente invention concerne les dispositifs pour le soudage de pièces, notamment les machines à souder en bout par resistance avec étincelage continu, pour le soudage de pièces de grande section. On ethnatt des machines à souder en bout par résistance avec dtincelage, utiliseespour le soudage de pièces de grande section, comprenant une maehoire fixe et une mâchoire mobile pour le serrage des pièces, avec des actionneurs hydrauliques et des distributeurs pour la commande individuelle de chacun de ces actionneurs.Ces machines comportent un mécanisme pour le déplacement de la mâchoire mobile pendant le soudage, comprenant au moins un vérin hydraulique commandé par un servo-distributeur lié cinématiquement au mécanisme d'exécution d'un dispositif de commande programmée du soudage. L1alimenta- tion des mécanismes de serrage des pièces à souder et du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile est assurée par une centrale de pression dotée d'un filtre et d'une soupape de sûreté (par exemple dans la machine K-i 90 cOnstruite par l'usine de matérial de soudage électrique de Kakhovka). Il convient de citer parmi les inconvénients des machines connues de soudage en bout par résistance avec étincelage continu, l'utilisation dans leur circuit hydraulique d'une pression relativement basse, par suite ae l'emploi d'une servo-commande hydraulique, ce qui implique un poids élevé de la machine. Le but de l'invention est de supprimer l'inconvénient indiqué et de créer une machine à servo-commande hydraulique, dans les circuits de laquelle la pression du fluide moteur serait élevée. On s'est proposé pour cela de modifier les circuits hydrauliques d'alimentation des actionneurs de la machine à souder, de~ telle façon que la poursuite du déplacement de la mâchoire mobile pendant l'étincelage s'effectue sous basse pression, et que le refoulement s'effectue sous hautepression, tout arrêt de la mtchoire mobile étant exclut lors du changement de la pression d'alimentation des actionneurs hydrauliques;; La solution consiste en une machine à souder en bout par résistance avec étincelage, comprenant une mtchoire mobile et une måchoire fixe pour le serrage des pièces à souder, avec des actionneurs hydrauliques et des distributeurs pour la commande individuelle de ces actionneurs, un mécanisme pour le déplacement de lamtchoire mobile au cours du soudage, comportant au moins un vérin hydraulique commandé par un servo-distributeur lié cinématiquement au mécanisme d'exécution d'un dispositif de commande programmée du soudage, et une centrale #Ùy4raulique, ladite machine étant caractérisée, d'après l'invention en ce qu'elle comprend en outre une centrale hydraulique autonome à accumulateur supplémentaire, avec une soupape de sûreté et un clapet de non-retour, reliée hydrauliquement au vérin hydraulique du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile, un dispositif pour la réduction de la pression dans le vérin hydraulique du mécaniaSke déplacement de la mâchoire mobile et dans le servo-distributeur pendant l'étincelage et pour l'augmentation de cette pression pendant le refoulement, relié hydrauliquement audit mécanisme de déplacement de la tEchoire mobile et à la centrale ::hydrauliqueautonome à accumulateur, une pompe à basse pression et à grand débit avec un filtre, une soupape de stretd, un clapet de non-retour et un distributeur de décharge, reliée hydrauliquement à l'actionneur hydraulique des mlehoires #mobile et fixe, deux pompes à haute pression et à faible débit avec des soupapes de strette, reliées hydrauliquement aux actionneurs des måchoires mobile et fixe, et un dispositif pour l'enclenchement et le déclenchement des pompes à haute pression, ainsi que pour le déclenchement et l'enclenchement du distributeur de décharge, relié hydrauliquement à la pompe à basse pression et électriquement aux moteurs électriques des pompes à haute pression, la centrale hydraulique à accumulateur et les pompes à haute pression étant raccordées à la centrale hydraulique mentionnée, et la commande hydraulique des distributeurs des actionneurs hydrauliques des machoires mobile et fixe étant reliée à la centrale hydraulique à accumulateur. Une telle solution technique permet d'obtenir une machine à souder dont la puissance absorbée est la plus faible possible et dont l'encombrement est minimale tout en assurant une cadence opératoire prescrite élevée, gracie à l'utilisation d'un circuit différentiel pour l'alimentation du vérin hydraulique du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile par l'intermédiaire du servo-distributeur et du distributeur supplémentaire basculant le retour du vérin du circuit différentiel au retour libre à la fin de l'étincelage. En outre, le mécanisme de serrage de chacune des pièces à souder comporte deux pompes une pompe à basse pression et à grand débit, assurant le remplissage rapide du vérin lors du pré-serrage, et une pompe à haute pression et à faible débit, assurant la pression élevée nécessaire lors du serrage définitif des pièces. D'après une variante de réalisation de l'invention, la machine à souder est caractérisée en ce que son dispositif pour la réduction de la pression dans le vérin du mécanisme de déplacement de la machoire mobile et dans le servo-distributeur pendant l'étincelage et pour l'augmentation de cette pression pendant le refoulement comporte un multiplicateur, un clapet de non-retour supplémentaire et un distributeur à trois positions commandé par les signaux du mécanisme d'exécution du dispositif pour la commande programmée du soudage ; l'entrée dudit servo-distributeur est raccordée à la chambre sans tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile, l'une des deux cavité du servo-distributeur est raccordée au retour, et sa seconde cavité est raccordée aux sorties dudit clapet de non-retour supplémentaire et du multiplicateur ; la chambre côté tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile est mise en communication avec la centrale hydraulique autonome à accumulateur et avec l'entrée du clapet de non-retour supplémentaire, via le distributeur à trois positions pendant l'étincelage et le retour du vérin à-sa position initiale, et elle est mise en communication avec le retour pendant le refoulement ; pendant l'étincelage et le retour du vérin à sa position initiale, l'entrée du multiplicateur est mise en communication avec le retour via ledit distributeur à trois positions, et pendant le refoulement, elle est mise en communication avec la centrale hydraulique à accumulateur. La solution technique indiquée constitue l'une des variantes optimales de réalisation constructive du dispositif pour la réduction de la pression pendant l'étincelage et 11 augmentation de cette pression pendant le refoulement, permettant l'exécution de la séquence opératoire prescrite à l'aide d'éléments de circuit hydraulique bon marché et accessibles. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la machine à souder est caractérisée en ce que, dans le dispositif pour la réduction de la pression dans le vérin, le multiplicateur est remplacé par un robinet d'arret. Une telle solution technique permet d'utiliser dans le dispositif de basculement un appareillage de commande fonctionnant sous basse pression, l'actionneur hydraulique du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile étant, lui, à haute pression ; l'emploi du multiplicateur s'avère avantageux dans le soudage de tubes de diamètre relativement grand (plus de 1000 mm). L'utilisattOn d'un robinet d'arrêt dans le but indiqué est préférable dans le soudage de tubes de diamètre relative~ ment réduit, car dans ce cas il suffit d'une délimitation assez simple entre la haute et la basse pression. Selon encore une variante de l'invention, la machine à souder est caractérisée en ce que la sortie du clapet de non-retour de la centrale hydraulique autonome à accumulateur du mécanisme de déplacement de la mtchoire mobile est raccordée à la chambre côté tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile. Le raccordement de l'entrée du clapet de non-retour de la seconde centrale hydraulique à accumulateur à la chambre c8té tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile permet d'éviter les arrêts de la mâchoire mobile.dans laquelle est serré un tube au cours du basculement de la basse pression à la haute pression lors du passage de l'étincelage au refoulement des tubes à souder, ainsi que de décharger la p#ompe d'alimentation de la seconde centrale au cours du refoulement et du retour de la machine à son été initial. Enfin, selon encore une autre variante de l'invention, la machine à souder est caractérisée en ce que le dispositif~ pour l'enclenchement et le déclenchement automatiques des pompes à hauts pression après le préserrage et le desserrage des pièces à souder par chacune des mâchoires, ainsi que pour l'enclenchement et le déclenchement du distributeur de décharge de la pompe à basse pression, comprend deux clapets de nonretour supplémentaires et un relais de pression, dont les entrées sont raccordées à la sortie du clapet de non-retour de la pompe à basse pression ; les sorties de chacun de cës deux clapets de non-retour sont respectivement raccordées à la conduite de pression des pompes à haute pression et à l'entre# du distributeur correspondant des actionneurs hydrauliques des mâchoires mobile et fixe ; les moteur électriques des pompes à haute pression, le relais de pression les électroaiplants des distributeurs des actionneurs des mtehoires mobile et fixe,~ ainsi que l'électroaimant du distributeur de décharge de la pompe à basse pression, sont interverrouillés électriquement. Une telle solution technique assure une réålisation constructive optimale du dispositif commandant l'enclenchement et le déclenchement des pompes à haute pression, ainsi que le distributeur de décharge de la pompe à basse pression, le circuit hydraulique ainsi obtenu ne comprenant qu'un nombre minimal d'éléments, reliés de telle façon que leur fonctionnement soit sûr. Dans ce qui suit, l'ifiventiOn est expliquée par la description d'un exemple de réalisation non limitatif #illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma hydraulique de principe d'une machine à souder en bout par résistance avec étincelage conforme à l'invention, dotée d'un multiplicateur ;; - la figure 2 représente le schéma hydraulique de principe d'une machine à souder en bout par résistance avec étincelage conforme à l'invention, sans multiplicateur La machine à souder en bout par résistance avec étincelage comprend une mtchoire mobile et une mâchoire fixe pour le serrage des pièces à souder, un vérin hydraulique 1 pour l'actionnement d'un mécanisme de serrage de la mâchoire mobile et un vérin hydraulique 2 pour l'actionnement d'un mécanisme de serrage de la mtchoire fixe. Le vérin 1 est commandé par un distributeur 3, lequel est lui-meme commandé par un distributeur 4 avec des électroaimants 5 et 6. Le vérin 2 est commandé par un distributeur 7, ainsi que par un distributeur 8 avec des électroaimants 9 et 10.Le mécanisme de déplacement de la mtchOire mobile pendant le soudage comprend un vérin hydraulique il commandé par un servodistributeur i2 qui est lié cinématiquement au mécanisme d'exécution 13 du dispositif pour la commande programmée du soudag#-.-L'alimentation des vérins il, i et 2 en fluide moteur est assurée par une centrale hydraulique qui comprend une pompe 14, une soupape de streté 15, un filtre 16 et un bac d'huile 17. L'alimentation du vérin il en fluide moteur à partir de ladite centrale n'est pas directe ; elle s'effectue par l'intermédiaire d'une centrale hydraulique autonome à accumulateur supplémentaire, comprenant une pompe 18, une soupape de sûreté 19 et un clapet de non-retour 20, ainsi que des accumulateurs hydropneumatiques 21.Le dispositif pour la réduction automatique de la pre#ssion dans le vérin il du mécanisme de déplacement de la mEchoire mobile et dans le servo-distributeur 12 pendant l'étincelage, et pour l'augmentation de cette pression pendant le refoulement comprend un multiplicateur 22 dont la sortie est raccordée à la sortie d'un clapet de non-retour 23, et dont l'entrée est raccordée h un distributeur à trois positions 24, lequel est commandé par un distributeur 25 avec des électroaimants 26 et 27. La commande des électroaimants 26 et 27-est assurée par les signaux du mécanisme d'exécution 13. L'alimentation des vérins hydrauliQues 1 et 2 à par#tir de la centrale n'est pas directe ; elle s'effectue par l'intermédiaire des pompes respectives 28 et 29 à haute pression et à faible débit, sur les conduites de refoulement desquelles sont montées des soupapes de sûreté 30 et 31. Le fluide moteur est refoulé vers les vérins 1 et 2 par une pompe 32 à basse pression et à grand débit, à travers des filtres 33. Sur la conduite -de refoulement de la pompe 32 sont montés une soupape de rareté 34 et un distributeur 35 de décharge de la pompe 32. Le distributeur 35 est commandé par un électroaimant 36- le dispositif pour l'enclenchement et le déclenchement des pompes à haute pression, respectivement après le pré-serrage et le déserrage des pièces à souder par chacune des deux mtchoires, ainsi que pour le déclenchement et l'enclenchement du distributeur 35 de décharge de la-pompe 32 à basse pression, comprend trois clapets de non-retour 37 et un relais de pression 38. La figure 2 représente le schéma hydraulique de principe d'une machine à souder en bout par résistance, différent de celui de la figure 1 en ce quefe multiplicateur 22 est remplacé par une soupape a'arrêt 39. Avant le commencement du soudage, on serre dans les mâchoires mobile et fixe de la machine les pièces à souder. Pour cela, on envoie un signal à l'électroaimant 5 ; la tige du distributeur 3 se met à sa position extrême en admettant le fluide moteur à la chambre sans tige du vérin 1. A ce moment, les pompes 28 et 32 fonctionnent et le distributeur 35 de décharge de la pompe 32 est fermé. Dès que la mtchoire mobile contacte la pièce à souder et la pression dans le vérin 1 devient égale à la valeur à laquelle est réglée la soupape de sûreté 34, le relais de pression 38 bascule et envoie un signal à l'électroaimant 36 Celui-ci ouvre le distributeur 35 de décharge de la pompe 32, laquelle se trouve ainsi court-circuitée. Ensuite le serrage de la piece à souder avec l'effort prescrit est assuré par le fluide moteur débité par la pompe 28. Dès que l'effort de serrage de la pièce à souder atteint la valeur prescrite, la soupape de strette 30 s'ouvre et l'excès de fluide moteur s'en va ensuite au bac 17. Le serrage de la pièce à souder dans la mâchoire fixe s'effectue d'une manière analogue au serrage de la pièce à souder dans la machoire mobile, qui vient d'!tre décrit. La différence consiste en-ce que lors du serrage de la pièce dans la mâchoire fixe, ce sont les pompes 32 et 29 qui marchent, et la commande est assurée par les distributeurs 8 et 7. Après serrage-des pièces à souder dans les mâchoires de la machine, le transformateur de soudage est mis sous tension et le dispositif de commande programmée du soudage envoie à son mécanisme d'exéeution 13 un signal de changement de longueur (de raccourcisstement de la tige se trouvant en contact avec la tige du servo-distributeur 19. A ce moment la pompe 14 marche et alimente la centrale à accumulateur, la pompe 18 recharge les accumulateurs 21, et le tiroir du distributeur à trois positions 24 est à sa position extrezme gauche correspondant à l'étincelage.Sous l'action du ressort, la tige du servo-distributeur 12 se déplace à gauche vers le mécanisme d'exécution 13 en ouvrant l'accès du fluide moteur à la chambre sans tige du vérin il A ce moment, la chambre c-eté tige du vérin il est mise en communication avec les accumulateurs pneumo hydrauliques 21 par l'intermédiaire du distributeur 24. Etant donné que les aires de section des chambres (cité tige et sans tige) du vélin il sont différentes, le circuit de commande du vérin 11 acquiert pendant l'étincelage un caractère différentiel, et le servo-distributeur 12 fonctionne sous la différence de pression entre la chambre côté tige et la chambre sans tige (à basse pression).A l'instant où le dispositif de commande programmée du soudage envoie le signal de refoulement (après exécution du programme d'étincelage)7 la tige du mécanisme d'exécution 13 se raccourcit brusquement (de la valeur du refoulement) et, après enclenchement de l'électrOaizant 27, le distributeur 24 est mis à sa seconde position extrême droite, dans laquelle il met en communication la chambre côté tige du vérin 1 1 avec le retour, et les accumulateurs hydropneumatiques 27, avec l'entrée de la chambre de tra#vail du multiplicateur 22. Le refoulement dure (sous haute pression) jusqu'à ce que la réaction mette-le servo-distributeur 12 à la position zéro, dans laquelle l'admission du fluide moteur au vérin 1 1 s'interrompt. Le soudage achevé, on libère les pièces soudées des mâchoires mobile et fixe.Pour cela on envoie un signal aux éîectroaimants 6 et 10 des distributeurs 4 et 8. Les tiges des distributeurs 3 et 7 sont alors mises à leur seconde position extrême, ouvrant l'accès du fluide moteur aux chambres c8té tige des vérins 1 et 2, et les chambres sans tige de ces verins sont mises en communication avec le bac 17. A ce moment les pompes 28 et 29 fonctionnent. Dès que la pression dans le circuit hydraulique, après déplacement des pistons dans les vérins 1 et 2, a baissé jusqu'à la valeur pour laquelle sont réglées les soupapes de streté 30 et 31, le relais de pression 38 bascule et envoie un signal à~l'éleetroaimant 36. L'électroaimant 36 ferme alors le distributeur 35 et déclenche les pompes à haute pression 28 et 29. Ensuite le mouvement des tiges des vérins 1 et 2 continue sous l'effet de la pression développée par la pompe 32. Pour le retour à l'état initial du vérin 11, un signal est envoyé au mécanisme d'exécution 13 et à l'électroaimant 26 par le dispositif de commande programmée du soudage. Il en résulte que la tige du mécanisme d'exécution s'allonge en déplaçant la tige du servo-distributeur à droite, ce qui a pour effet de conprimer son ressort. La chambre sans tige du vérin -11 se trouve ainsi mise en communication-avec#le= taC---l7T et sa chambre c8té tige est mise en communication avec les accumulateurs hydropneumatiques 21 par l'intermédiaire du distributeurs 24, dont le tiroir se trouve à ce moment à sa position extrême.L'entrée du multiplicateur 22 est alors mise en communication avec le retour (bac 17), et sa sortie, avec les accumulateurs hydropneumatiques 21- le retour du vérin 11 (de la m & hoire mobile) à sa position initiale s'effectue (sous la pression moyenne) jusqu'à ce que la réaction ramène le servo-distributeur 12 a' sa position initiale. Simultanément avec le retour de la mâchoire mobile à sa position initiale, le multiplicateur 22 se recharge, car son entrée est mise en communication avec le retour, et sa sortie, avec les accumulateurs hydropneumatiques En cas de défaillance des pompes assurant le serrage des tubes à souder pendant le soudage, il devient impossible de libérer les tubes à souder en faisant agir ces pompes sur les distributeurs du circuit hydraulique.Pour supprimer cet inconvénient et rendre possible la libération des tubes serrés dans les mEchoires même en cas de panne des pompes alimentant le circuit hydraulique du mécanisme de serrage, on assure la commande des distributeurs à partir de la centrale hydraulique à accumulateur. Pour accro#tre la fiabilité du circuit hydraulique il est avantageux de créer une surpression à l'aspiration des pompes. Afin de réduire l'encombrement du système, on crée une telle surpression à l'aspiration des pompes à haute pression des circuits hydrauliques de serrage des tubes et de la centrale de pression à accumulateur au moyen d'une seule pompe commune, Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui nta été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEN"ICAtI9NS 1. Machine à souder en bout par résistance avec étincelage, du type comprenant une mâchoire mobile et une mâchoire fixe pour le serrage des pièces à souder, avec des actionneurs hydrauliques et des distributeurs pour la commande individuelle de ces actionneurs, un mécanisme assurant le déplacement de la machoire mobile au cours du soudage et comportant au moins un vérin hydraulique commandé par un servo-distributeur qui est lié cinématiquement au mécanisme d'exécution d'un dispositif de commande programmée du soudage et une centrale hydraulique, caractérisée en ce qutelle comprend aussi une centrale hydraulique autonome à accumulateur supplémentaire comportant une soupape de sûreté et un clapet de non-retour et reliée hydrauliquement au vérin hydraulique du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile, un dispositif pourra réduction de la pression dans le vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile et dans le servo-distributeur pendant l'étincelage et pour ltaugmentation de cette pression pendant le refoulement, ledit dispositif de réduction étant relié hydrauliquement audit mécanisme de déplacement de la rn#choire mobile et à ladite centrale hydraulique autonome à accumulateur, une pompe à basse pression et à grand débit avec un filtre, une soupape de sûreté, un clapet de non-retour et un distributeur de décharge, ladite pompe à basse pression étant reliée hydrauliquement aux actionneurs hydrauliques des mâchoires mobile et fixe, deux pompes à haute pression et à faible débit avec des# soupapes de sûreté, reliées hydrau-hique-ment ux#actionneurs des mâchoires mobile et fixe, et un dispositif assurant l'enclenchement et le déclenchement des pompes à haute pression, ainsi que pourle déclenchement et l'enclenchement du distributeur de décharge, et relié hydrauliciaement à la pompe à basse pression et électriquement aux moteurs électriques des pompes à haute pression, ladite centrale hydraulique à accumulateur et lesdites pompes à haute pression étant -raccordées à la centrale hydraulique mentionnée, tandis que la commande hydraulique des distributeurs des actionneurs des machoires mobile et fixe est reliée à la centrale hydraulique à accumulateur. 2. Machiné à souder selon la revendication 1, Caractérisée en ce que ledit dispositif pour la réduction de la pression dans le vérin du mécanisme de déplacement de la mEchoire mobile et dans le servo-distributeur pendant l'étincelage et pour l'augmentation de cette pression pendant le refoulement, comporte un multiplicateur, un clapet de nonretour supplémentaire et un distributeur à trois positions commandé par les signaux du mécanisme d'exécution du dispositif de commande programmée du soudage, que l'entrée dudit servodistributeur est raccordée à la chambre sans tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile, que l'une des deux cavités dudit servo-distributeux est raccordée au retour, et s0# autre cavités aux sorties dudit clapet de nonretour suppl#mentaire et du multiplicateur, que la cllaslbre conté tige du vérin du mécanisme de déplacement de la machoire mobile est mise en communication, par l'intermédiaire du distributeur à trois positions, avec la centrale hydraulique autonome a' accumulateur et avec l'entrée du clapet de nonretour supplémentaire pendant l'étincelage et le retour du vérin à sa position initiale, tandis que pendant le refoulement elle est mise en communicatioel avec le retour, et que pendant l'étincelage et le retour du vérin à sa position initiale l'entrée du multiplicateur est mise en communication avec le retour par l'intermédiaire dudit distributeur à trois positions, alors que pendant le refoulement elle est mise en communication avec la centrale hydraulique à accu;nulateur. 3 Machine à souder selon la revendication 2, caractérisée en ce que, dans le dispositif pour la réduction de la pression dans le vérin, le multiplicateur est remplacé par un robinet d'arr#t. 4. Machine à souder selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la sortie du clapet de non-retour de la centrale hydraulique autonome à accumulateur du mécanisme de-déplacement de la mâchoire mobile est raccordée à la chambre c#té tige du vérin du mécanisme de déplacement de la mâchoire mobile. 5. Machine à souder selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif pour l'enclenchement et le déclenchement automatiques des pompes à haute pression après le pré-serrage et le desserage des pièces à souder par chacune des mtchoires, ainsi que pour 11 enclenchement et le déclenchement du distributeur de décharge de la pompe à basse pression, comprend deux clapets de non-retour supplémentaires et un relais de pression, dont les entrées sont raccordées à la sortie du clapet de non-retour de la pompe à basse pression, que les sorties de chacun de ces deux clapets de non-retour sont respectivement raccordées à la conduite de pression des pompes à haute pression et à l'entrée du distributeur correspondant des actionneurs des mâchoires mobile et fixe, et que les moteurs éleetriques des pompes à haute pression, le relais de pression, les électroaimants des distributeurs des actionneurs des mdchoires mobile et fixe, ainsi que 1' électroaimant du distributeur de décharge de la pompe à basse pression, sont interverrouilés électriquement.