Brevet FR2365401A1 — publié le 19780421

La présente invention se rapporte à un appareil pour le soudage de plusieurs fils parallèles sur une plaque de faible épaisseur, utilisant le principe du soudage par résistance électrique, la plaque et les fils étant conducteurs de l'électricité. On peut être amené à souder des fils sur une plaque de faible épaisseur, pour réaliser notamment des barrettes formant contacts électriques utilisées dans l'industrie téléphonique. Ces barrettes sont par exemple constituées par une plaque en maillechort de 0,4 mm d'épaisseur,et de 2mm de largeur,sur laquelle sont soudés de petits tronçons de fil d'argent ayant un diamètre de 0,5mm. Un procédé qui a paru intéressant pour la production de ce genre de barrettes consiste à souder simultané ment et en continu plusieurs fils parallèles sur une bande métallique qui, en se déroulant,constitue la plaque,puis à sectionner la plaque portant les fils soudés de manière à obtenir des barrettes de la largeur souhaitée. Une telle opération de soudage ne peut pas être effectuée au moyen d'un appareil comprenant simplement deux cylindres,constituant les molettes de soudage,entre lesquels défileraient la plaque et les fils à souder sur celle-ci. En effet, les tolérances habituelles sur les épaisseurs des plaques et les diamètres des fils ne permettraient pas de souder convenablement tous les fils sur la plaque,pour obtenir un produit de qualité et de régularité suffisantes.Pour pallier cet inconvénient, on pourrait imaginer de construire un appareil comprenant autant de paires de molettes qu'il y a de fils à souder, de façon que chaque fil soit soudé indépendamment des autres,mais cette solution est incompatible avec le volume disponible dans l'appareil et elle risque d'entratner des déformations de la plaque. La présente invention vise à remédier à ces inconvénientszen fournissant un appareil compact permettant de souder simultanément et en continu plusieurs fils parallèles sur une plaque de faible épaisseur en compensant les tolérances, de manière à obtenir des soudures très régulières. A cet effet, l'appareil selon l'invention comprend essentiellement deux cylindres d'axes parallèles, entraSnés en rotation, entre lesquels passent la plaque et les fils parallèles à souder sur celle-ci, ces cylindres étant l'un et l'autre reliés à une source de courant électrique,le premier cylindre étant constitué par un corps central autour duquel sont montées, avec interposi tion de joints toriques souples,plusieurs bagues conductrices appliqué#es contre une face de la plaque,tandis que le second cylindre présente,creusées sur sa surface latérale, des gorges annulaires dont la disposition correspond à celle des fils à souder, chaque fil passant dans une gorge du second cylindre. -Le montage des bague-s conductrices sur des joints leur permet de 'fonctionner comme des molettes de soudage indépendantes les unes des autres, de manière à assurer une pression sous la plaque au niveau de chaque fil à souder,la minceur de la plaque lui permettant de se déformer afin de compenser les tolérances. tes gorges du second cylindre, qui constitue une contre-molette de soudage commune à tous les fils, permettent de positionner et guider avec précision les fils pour les souder à des entraxes très précis. Suivant une forme d'exécution préférée, le corps central du premier cylindre présente des cannelures externes,tandis que ses bagues conductrices présentent des cannelures internes. Ces cannelures réalisent une liaison en rotation correcte entre le corps central du cylindre, lui-même lié à un moto-réducteur,et les bagues conductrices appliquées contre la plaque à entrainer en translation. Dans une forme de réalisation particulière,les bagues conductrices du premier cylindre forment des groupes de bagues adja cents, séparés les uns des autres par des bagues intercalaires de diamètre plus petit, chaque bague conductrice se trouvant de préférence en regard d'une paire de gorges annulaires du second cylindre. Cette disposition permet d'exercer desefforts également répartis sur tous les fils à souder, même si ces derniers ne sont pas situés à des intervalles tous égaux. Suivant une autre forme de réalisation possible, plus simple, les bagues conductrices du premier cylindre sont toutes adjacentes, ce qui convient notamment pour le cas où les fils possèdent un espacement régulier. En raison de la présence de joints isolants supportant les bagues conductrices du premier cylindre, il est avantageusement prévu, pour l'amenée du courant électrique, une série de balais reliés à la source de courant électrique et tous enfilés sur un manchon souple porté par une tige rigide et fixe le traversant, chaque balai étant appliqué contre l'une des bagues conduc trices du premier cylindre. te montage des balais est ainsi "flottant ",ce qui permet à chacun d'eux de suivre les déplacements de la bague conductrice correspondante. En outre, chaque balai peut être poussé contre la bague conductrice correspondante au moyen de ressorts agissant dans une direction permettant de renforcer la pression de la bague contre la plaque. On dispose ainsi d'une force additionnelle qui peut être nécessaire dans le cas où la compression du manchon élastique et des joints toriques ne crée pas un effort suffisant pour appliquer chaque bague contre une face de la plaque. L'intensité du courant électrique nécessite un refroidissement efficace des deux cylindres. Ces derniers possèdent donc avantageusement un circuit de refroidissement parcouru par un fluide dont l'arrivée et le départ sontpermis par des joints tournants montés sur les arbres des deux cylindres. ta structure particulière du premier cylindre impose une réalisation spéciale du circuit de refroidissement. Suivant une forme de réalisation proposée, ce premier cylindre présente des passages radiaux permettant au fluide de refroidissement de se répartir dans la région périphérique du cylindre, tout autour de son corps central sur lequel sont formées des parties en relief supportant les joints toriques souples et traversées par d'autres passages parallèles à l'axe du cylindre,des joints annulaires d'étanchéité étant intercalés, à la périphérie du cylindre1 entre les bagues conductrices, et éventuellement entre ces dernières bagues et les bagues intercalaires. Par contre, la réalisation du circuit de refroidissement du second cylindre, qui est monobloc, ne pose aucune difficulté particulière, De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cet appareil pour le soudage de plusieurs fils parallèles-sur une plaque de faible épaisseur Figure 1 est une vue de face de l'apparèil,avec coupes par- tielles; Figure 2 en est une vue en coupe transversale,suivant 2-2 de figure 1; Figure 3 est une vue partielle en coupe, et à échelle agran die, représentant un détail de l'appareil; Figure 4 est une vue similaire à figure 3, illustrant une variante de réalisation du même appareil. L'appareil représenté comprend un socle 1 supportant deux flasques latéraux 2, entré lesquels sont montés deux cylindres superposés 3 et 4 dont les axes, horizontaux et parallèles, sont désignés respectivement par 5 et 6. Entre ces cylindres 3 et 4 passent la plaque ? et les fils parallèles 8 à souder sur celle-ci, entraînés simultanément en translation suivant une trajectoire horizontale dans le sens indiqué par une flèche 9 sur la figure 2. te cylindre inférieur 3 est porté par un arbre 10 tournant dans des roulements Il logés dans les flasques 2. D'un c8té de l'appareil, l'arbre 10 se prolonge au-delà du roulement 11 et est relié à un moto-réducteur non représenté par un accouplement 12,par exemple du type " à griffes ". Comme le montrent les figures 1 et 2, le cylindre inférieur 3 possède essentiellement un corps central 13 autour duquel sont montées, avec interposition de joints toriques souples 14, des bagues en cuivre 15. Le corps central 13 du cylindre présente des cannelures externes 16, tandis que les bagues 15 présentent des cannelures internes 17, de sorte que les joints 14 assurent une liaison souple entre le corps central 13 et les bagues 15 tout en réalisant une bonne liaison en rotation.ta rotation de l'arbre 10 entraidé par le moto-réducteur s'accompagne ainsi de la rotation des bagues en cuivre 15. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 3, les bagues 15 sont groupées par deux et chaque paire de bagues est séparée des paires voisines par une bague intercalaire 18, de diamètre plus petit. te cylindre supérieur 4 est solidaire d'un arbre 19 tournant dans des roulements 20. Ces derniers sont logés dans des plaques 21 fixées aux flasques 2 au moyen de pièces 22 assurant l'isolation électrique de l'arbre 19. Des gorges annulaires 23 sont creusées sur la surface latérale du cylindre 4. Dans la disposition particulière choisie pour les figures 1 à 3, les gorges 23 sont groupées par quatre, et chacune des deux paires d'un même groupe de quatre se trouve en regard d'une bague en cuivre 15 du cylindre inférieur 3. La plaque 7 repose sur les bagues 15 du cylindre inférieur 3 et elle est poussée transversalement, au moyen de galets non représentés, de manière que l'un de ses bords vienne au contact d'un épaulement 24 formé à l'une des extrémités du cylindre 3. Les fils 8 sont disposés au-dessus de la plaque 7 et chacun d'eux passe dans une gorge 23 du cylindre supérieur 4, de sorte que chaque bague 15 se trouve, dans l'exemple considéré, en regard de deux fils 8. Chaque bague en cuivre 15 constitue ainsi une molette de soudage intéressant deux'fils 8. te courant électrique est amené aux bagues 15 par l'intermédiaire de câbles 25 ( voir figure 2), qui aboutissent à des connecteurs 26 fixés sur des balais 27. Chaque balai 27 est disposé au-dessous de l'une des bagues 15, et il présente une partie incurvée venant au contact de la bague 15 correspondante. Les balais 27 sont tous enfilés sur un manchon souple 28, porté par une tige rigide 29 le traversant,dont les extrémités sont retenues dans les flasques 2,de -manière à réaliser un montage élastique;Chaque balai 27 est appliqué contre la bague 22 correspondante au moyen de deux ressorts 30 qui prennent appui, d'une part,sur le socle 1 et,d'autre part, au fond de logements 31 creusés sous les balais 27 et visibles sur la figure 2. Des fentes 32 ménagées dans les balais 27 confèrent en outre à ces derniers une élasticité propre leur permettant de bien s'appliquer contre les bagues en cuivre 15. De même que les bagues 15, les balais 27 sont,dans l'exemple représenté aux figures 1 et 2, groupés par paires séparées les unes des autres par des entretoises 33, placées suivant une disposition conforme à celle des bagues intercalaires 18. D'autres balais 34, tenus par des supports 35, sont appliqués contre l'arbre 19 solidaire du cylindre supérieur 4 et permettent le départ du courant électrique à travers des tresses 36. Le refroidissement des deux cylindres 3 et 4 est assuré par une circulation de fluide, dont l'arrivée et le départ sont permis par des joints tournants de structure connue Un premier joint tournant 37 est intercalé sur l'arbre 10 du cylindre inférieur 3, entre l'un des roulements Il et l'accouplement 12, tandis qu'un second joint tournant 38 est monté en bout d'arbre, à proximité de l'autre roulement 11. L'arbre 10 est évidé pour former un canal 39 et la figure 3 représente une solution possible pour assurer la circulation du fluide de refroidissement au travers du cylindre inférieur 3* Le canal 39 creusé suivant l'axe 5 du cylindre 3 s'interrompt à l'extrémité de ce dernier et des passages radiaux 40 permettent au fluide de se répartir dans la région périphérique du cylindre 3, tout autour du corps central 13. Des parties en relief formées sur ce corps 13, et séparées par des gorges circulaires, sont traversées par d'autres passages 41 parallèles à l'axe 5 du cylindre.Ce sont ces parties en relief qui présentent les cannelures 16 sur lesquelles sont montés les joints toriques souples 14 t D'autres joints annulaires 42,intercalés entre les bagues en cuivre 15 adjacentes d'une part, et entre ces bagues en cuivre 15 et les bagues intercalaires 18 d'autre part, assurent l'étan- chéité à la périphérie du cylindre inférieur 3. t'empilement de bagues prend appui, à une extrémité du cylindre 3, contre un premier flasque 43 solidaire de l'arbre 10 ( voir figure 1), et il est pressé, à l'autre extrémité, au moyen d'un second flasque 44 enfilé autour de l'arbre 10, avec interposition d'un joint d'étanchéité 45,et tenu par des écrous 46 vissés sur un filetage de l'arbre 10 (voir figure 1 et surtout figure 3). La figure 4 illustre une variante de réalisation dans laquelle l'espacement plus régulier des fils 8 permet la suppression des bagues intermédiaires 18. L'amenée du fluide de refroidissement, ainsi que la réalisation de l'étanchéité à la périphérie du cylindre 3 au moyen de points annulaires 42, restent conformes à la description donnée ci-dessus en référence à la figure 3. Deux autres joints tournants 47 et 48 sont montés aux extrémités de l'arbre 19 solidaire du cylindre supérieur 4.Comme le montre la figure 1, le passage du fluide à travers l'arbre 19 s'effectue au travers d'un canal 49 creusé suivant l'axe 6 du cylindre 4. A l'intérieur de ce cylindre, le fluide passe par plusieurs canaux de circulation 50 parallèles à l'axe 6, creusés dans la région périphérique du cylindre, suivant une disposition connue en soi pour le refroidissement des cylindres tournants. En cours de fonctionnement, le moto-réducteur entraîne le cylindre inférieur 3 dans le sens de la flèche 51 indiquée sur la figure 2. La pression exercée par la compression des joints toriques 14 applique fortement les bagues en cuivre 15 contre la face inférieure de la plaque 7, faisant avancer celleci ainsi que les fils 8 suivant la flèche 9, et entraînant aussi en rotation le cylindre supérieur~4 dans le sens de la flèche 52. L'appareil est relié à une source d'alimentation électrique de préférence périodique, sous une tension et une intensité convenables,pour effectuer le soudage par résistance des fils 8 sur la plaque 7 entre deux molettes dont l'une est constituée par une bague 15 du cylindre inférieur 3 et dont l'autre,commune à tous les fils, est constituée par le cylindre supérieur 4. Le montage " indépendant " de chaque bague 15 as-sure une pression régulière sur tous les fils 8,malgré les irrégularités d'épaisseur de la plaque 7 et de diamètre des fils 8. Le montage " flottant " des balais 27, autour du manchon souple 28, leur permet de suivre les déplacements des bagues 15, et la poussée des ressorts 30 sous les balais engendre une force additionnelle qui renforce l'et'fort résultant de la compression du manchon souple 28 et des joints toriques 14. Dans le cas particulier des figures 1 à 3, la présence des bagues intercalaires 18 sur le cylindre inférieur 3 permet en outre d'exercer des efforts également répartis sur les deux fils 8 d'une même paire. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cet appareil qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation comportant des moyens équivalents. -REVENDICÂTIONS 1.- Appareil pour le soudage de plusieurs fils parallèles sur une plaque de faible épaisseur,utilisant le principe du soudage par résistance électrique, la plaque et les fils étant conducteurs de l'électricité,caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement deux cylindres(3 et 4) d'axes parallèles (5 et 6) entraînés en rotation, entre lesquels passent la plaque (7) et les fils parallèles (8) à souder sur celle-ci, ces cylindres étant l'un et l'autre reliés à une source de courant électrique, le premier cylindre (3) étant constitué par un corps centralt autour duquel sont montées,avec interposition de joints toriques souples (14),plusieurs bagues conductrices (15) appliquées contre une face de la plaque (7),tandis que le second cylindre (3) présente,creusées sur sa surface latérale , des gorges annulaires (23) dont la disposition correspond à celle des fils (8) à souder, chaque fil (8) passant dans une gorge (23) du second cylindre (3). 2.- Appareil selon la revendication 1,caractérisé en ce que le corps central (13) du premier cylindre (3) présente des cannelures externes (16),tandis que ses bagues conductrices(15) présentent des cannelures internes (17). 3.- Appareil selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que les bagues conductrices (15) du premier cylindre (3) forment des groupes de-bagues adjacentes,séparés les uns des autres par des bagues intercalaires (18) de diamètre plus petit. 4.-Appareil selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que les bagues conductrices (15) du premier cylindre (3) sont toutes adjacentes. 5.- Appareil selon la revendication 3 ou 4,caractérisé en ce que chaque bague conductrice (15) du premier cylindre (3) se trouve en regard d'une paire de gorges annulaires (23) du second cylindre (4). 6.-Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une série de balais (27) reliés à la source de courant électrique et tous enfilés sur un manchon souple (28) porté par une tige rigide et fixe 29 le traversant, chaque balai. (27) étant appliqué contre l'une des bagues conductrices (15) du premier cylindre (3). 7.- Appareil selon la revendication 6,caractérisé en ce que chaque balai (27) est poussé contre la bague conductrice (15) correspondante au moyen de ressorts (30) agissant dans une direction permettant de renforcer la pression de la bague (15) contre la plaque (7). 8.- Appareil selon l'ensemble des revendications 3 et 6, caractérisé en ce que les balais (27) forment des groupes séparés les uns des autres par des entretoises (33),suivant une disposition conforme à celle des bagues conductrices (15) séparées par les bagues intercalaires (18). 9.-Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ses deux cylindres (3 et 4) possèdent un circuit de refroidissement parcouru par un fluide dont l'arrivée et le départ sont permis par des joints tournants (37,38 et 47,48) montés sur les arbres (10 et 19) des deux cylindres. 10.- Appareil selon la revendication 9,caractérisé en ce que le premier cylindre (3) présente des passages radiaux (40) permettant au fluide de refroidissement de se répartir dans la région périphérique du cylindre (3), tout autour de son corps central (13) sur lequel sont formées des parties en relief supportant les joints toriques souples (14) et traversées par d'autres passages (41) parallèles à l'axe (5) du cylindre,des joints annulaires d'étanchéité (42) étant intercalés,à la périphérie du cylindre (3),entre les bagues conductrices (15), et éventuellement entre ces dernières bagues et les bagues intercalaires (18).