Brevet FR2403154A1 — publié le 19790413

L'invention vise les machines à souder par résistance qui comprennent des électrodesrellees au secondaire d'un transformateur dont le primaire est branché à une source de courant électrique convenable. Dans de telles machines, il est prévu au moins un circuit de refroidissement du circuit secondaire et qui passe par des canaux internes des électrodes. La quantité d'eau nécessaire au refroidissement est calculée en fonction du nombre de calories à dissiper en tenant compte de' la température moyenne#à l'entrée de la machine. Le nombre de calories à dissiper dépend donc essentiellement d'une part des pertes par effet Joule dans les divers conducteurs électriques et, d'autre part, du facteur de marche de--la machine. Les systèmes de refroidissement utilisés prévoient un raccordement de la machine à une distribution d'eau sous pression par exemple circuit de distribution de l'eau de la ville, et une évacuation de l'eau après qu'elle ait parcouru les différentes parties à refroidir. En moyenne les différentes machines à souder par résistance sont capables d'effectuer un nombre de soudures de l'ordre de 50 à 100 par minute et nécessitent, pour leur refroidissement et un maintien des électrodes à une température évitant une usure prématurée de celles-ci, entre #quatre et six litres d'eau à la minute, ce qui représente une dépense d'eau considérable. De plus, dans une usine, et notamment dans l'industrie automobile, il est prévu un grand nombre de machines à souder par résistance qui sont toutes reliées en permanence à un réseau de distribution d'eau, bien qu'elles ne fonctionnent pas toutes ensemble. Il s'en suit une dépense superflue et très importante d'eau puisque les machines qui ne sont pas en fonctionnement ne devraient pas, en principe, être refroidies. L#'un des buts de l'invention est de réaliser un dispositif simple, peu onéreux, qui permet, dans de telles machines, d'économiser une quantité considérable d'eau, ce qui conduit à une économie très importante dans certaines branches de l'industrie. Le dispositif selon l'invention s'applique à une machine à souder par résistance comprenant des électrodes reliées au secondaire d'un transformateur dont le primaire est branché à une source de courant électrique convenable, ladite-machine comportant au moins un circuit de refroidissement du circuit secondaire passant par des canaux internes des électrodes et comprenant un circuit d'arrivée d'eau de refroidissement et un circuit d'évacuation d'eau après qu'elle ait traversé les différentés parties à refr#oidir, au moins une des électrodes étant portée par un bâti mobile actionné par un vérin à double effet de manière à commander l'application de l'électrode sur la pièce à souder et son écartement de -la- dite pièce après que la soudure ait été effectuée, et est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps destiné à être monté sur le bâti mobile et comportant des moyens pour être inséré dans le circuit d'arrivée d'eau de refroidissement, des moyens pour être inséré dansle circuit d'évacuation, une tige mobile dans ledit corps et portant, d'une part, des moyens pour obturer le circuit d'arrivée et, d'autre part, des moyens pour obturer le circuit d'évacuation, ladite tige étant prolongée par une extrémité libre extérieure au corps susceptible de buter contre une partie fixe de la machine de manière que lorsque l'électrode est écartée de la pièce à souder, ladite saillie en butant contre la partie fixe commande la fermeture du circuit, tandis que lorsque l'électrode est approchée de la pièce à souder, les circuits sont libres pour permettre le refroidissement. On conçoit que grâce à cette disposition, il circulera dans la machine à souder de l'eau de refroidissement uniquement lorsque celle-ci sera en fonctionnement. Un autre avantage de l'invention est que dans une machine à souder par résistance on doit régulièrement changer les électrodes; or dans la technique antérieure; chaque changement d'électrodes engendre une perte d'eau considérable, puisque le circuit de refroidissement passe à travers l'électrode. Grâce à l'invention, lorsque la machine est à l'arret, le circuit de refroidissement et le circuit d'évacuation étant fermés, on pourra changer ltélectrode sans perte d'eau. Suivant une caractéristique constructive, le dispositif comprend un corps cylindrique dont l'une des extrémités comprend un logement axial dans le fond duquel vient prend appui l'une des extrémités d'un ressort de compression dont l'autre extrémité porte sur une butée d'une extrémité de la tige dont l'autre extrémité traverse une ouverture axiale du corps qui comporte latéraflement une première paire d'embouts pour son raccordement au circuit de refroidissement et une seconde paire d'embouts pour-son raccordement au circuit d'évacuation, les axes de la première paire d'embouts étant situés dans un plan sensiblement transversal à l'axe longitudinal du corps, les axes de la seconde paire d'embouts étant situés dans un plan décalé par rapport au plan des axes de la première paire d'embouts et sensiblement transversal à l'axe longitudinal du corps, ladite tige portant deux tampons souples et élastiques maintenus écartés par des éntretoises, ltécartement-cor- respondant à l'intervalle entre la première paire d'embouts et la seconde paire d'embouts, et une butée étant prévue dans le corps de manière que lorsque la tige est poussée, contre l'action du ressort, en portant par son extrémité libre contre la partie fixé de la machine, les tampons soient déformés élastiquement pour obturer les embouts correspondants. On conçoit qu'un tel dispositif est particulièrement simple, ne nécessite pas un usinage d'une grande précision et est,par conséquent, très bon marché. Suivant une autre caractéristique constructive, chaque tampon souple et élastique comporte, à une extrémité, une gorge dans laquelle est insérée une rondelle traversée par la tige. Suivant encore une autre caractérisitque, les entretoises sont constituées par des manchons engagés sur la tige. Suivant encore une autre caractéristique, la tige, à son extrémité libre, comporte un filetage sur lequel est vissé un écrou borgne en matière isolante contre lequel bute un premier manchon rigide dont l'autre extrémité porte contre la rondelle de l'un des tampons souple et élastique, un second manchon rigide étant engagé sur la tige et comportant' des. extrémités effilées qui portent, l'une contre l'ex- trémité dudit tampon souple et élastique opposée à celle comportant là rondelle, tandis que l'autre extrémité porte contre l'extrémité du second tampon elastique opposee à celle comportant. la rondelle, cette dernière étant destinée à coopérer avec une butée annulaire. Enfin le premier manchon est en une matière plastique autolubrifiante. L'invention vise également une machine à souder par resistance qui est pourvue d'un dispositif économiseur d'eau de refroidissement tel que ci-dessus défini. L'invention vise encore une machine à souder par résistance comprenant des électrodes reliées. au secondaire d'un transformateur dont le primaire est branché à une source de courant convenable, ladite machine comportant au moins un circuit de refroidissement du circuit secondaire passant par des canaux internes des électrodes et comprenant un circuit d'arrivée d'eau de refroidissement et un circuit d'évacuation d'eau après qu'elle ait tra verse les différentes parties à refroidir, au moins une des électrodes étant portée par un bâti mobile actionné par un vérin à double effet de manière à commander l'application de l'électrode sur la pièce à souder etson écartement de ladite pièce après que la soudure ait été effectuée, ledit bâti mobile comportant deux camaux correspondant l'un au circuit de refroidissement et l'autre au circuit d'évacuation et caractériséeen ce que ledit bâti mobile est percé d'un logement cylindrique qui traverse les canaux et dont l'une des extrémités est filetée tandis que l'autre extrémité comporte une ouverture axiale s'ouvrant en regard d'une partie fixe de la machine, une tige portant deux tampons souples et élastiques étant engagée dans le logement et faisant saillie, par son extrémité correspondante, à travers l'ouverture axiale, tandis que l'autre extrémité comporte une butée contre laquelleporte l'une des extrémités d'un ressort de compression, dont l'autre extrémité porte sur le fond d'un logement d'un bouchon vissé sur l'extrémité filetée du logement, ledit bouchon comportant une butée de manière que lorsque la tige est poussée en coopérant contre une partie fixe de la machine, contre l'action du ressort de compression, les tampons soient déformés élasU4uement pour obturer les canaux qui s'ouvrent dans le logement. Enfin, la tige, à son extrémité libre, comporte un filetage sur lequel est vissé un écrou borgne en matière isolante contre lequel bute un premier manchon rigide dont l'autre extrémité porte contre la rondelle de l'un des tampons souple et élastique, un second manchon rigide étant engagé sur la tige et comportant des extrémités effilées qui portent l'une contre l'extrémité dudit tampon souple et élastique opposée à celle comporant la rondelle, tandis que l'autre extrémité porte contre l'extrémité du second tampon élastique opposée a celle comportant la rondelle, cette dernière étant destinée à coopérer avec une butée annulaire du bouchon. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant#à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples seulement et représentés aux dessins annexés. Sur ces dessins Fig. I et Fig. 2 sont des vues en élévation schématique illustrant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Fig. 3 et Fig. 4 sont des vues en coupe axiale du dispositif selon l'invention. Fig. 5 montre partiellement en coupe le montage du dispositif sur une machine à 'souder par résistance. Fig. 6 montre schématiquement le montage du dispositif sur une machine à souder par résistance du type à pince. Aux figures I et 2, on a représenté schématiquement une machine à souder par résistance qui comporte deux électrodes I qui sont reliées au secondaire d'un transformateur 6 dont le primaire est relié à une source de courant électrique, lesdites électrodes étant portées, par un corps mobile 2,supporté par un vérin à double effet 7, ledit corps mobile 2 comportant des conduits 3 et 4 permettant de faire circuler dans les électrodes de l'eau de refroidissement. Les électrodes I sont destinées à être appliquées sur des plaques métalliques 9 pour réaliser des points de soudure entre cellesoci. Selon l'invention, il est prévu sur le corps mobile 2 un dispositif 5 qui est destiné à arrêter l'alimentation en eau de refroidissement des électrodes lorsque la machine n'est pas en fonctionnement. Aux figures 3 et 4, on a représenté an détail et à plus grande échelle, le dispositif 5. Ce dispositif comprend un corps cylindrique IO qui comporte latéralement quatre emboùts filetés II,I2,I3 et I4, les embouts Il et I2 étant alignés et destinés à être reliés sur l'alimentation d'eau de refroidissement, tandis. que les embouts I3 et I4 également alignés, sont destinés à être insérés sur lfévacua- tion de l'eau de refroidissement. Le corps IO à son extrémité supérieure comporte une ouverture axiale I6, tandis que l'extrémité 'inférieure comporte un logement I7 dans l#equel est engagé un ressort 20 de compression qui coopère avec une butée 18 d'une tige 19. Sur la tige 19 sont engagés deux tampons souples et élastiques 22 et 23 en caoutchouc par exemple. Le tampon 22 comporte son extrémité inférieure une gorge 24 dans laquelle vient s'insérer élastiquement le bord périphérique d'une rondelle métallique 25 engagée par son ouverture centrale 28 sur la tige 19. Le tampon 23 est monté de manière identique et comporte à son extrémité supérieure une gorge 27 dans laquelle est insérée une rondelle 26 dont l'ouverture centrale 29 est traversée par la tige 19. Un premier manchon 30 est engagé sur la tige I9 et est disposé entre les deux tampons 22 et 23, ledit manchon 30 étant en matiere plastique rigide et se terminant en pointe à chacune de ses extrémités. Un second manchon 31 est #engagé sur la tige I9 au-dessus du tampon 23 bute, par son extrémité, sur la rondelle 26, et, par son autre extrémité, sur un écrou borgne 32 vissé sur un filetage correspondant 33 de l'extrémité libre supérieure de la tige I9. L'extrémité inférieure du dispositif comporte une butée annulaire 35 circonscrivant le logement I7 et destinée à coopérer avec la rondelle 25. Comme on le voit à la figure 3, le diamètre extérieur des tampons 22 et 23 est légèrement inférieur au diamètre intérieur du corps IO et le diamètre extérieur du manchon 31 qui est rigide et réalisé en une matière autolubrifiante est tel que ledit manchon 3I peut parfaitement coulisser dans l'ouverture 16. Pour des raisons de sécurité l'écrou borgne 32 est en matière isolante. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque la machine est à l'arrêt (figures I et 4) l'é- crou 32 bute cnntre le corps 6 du transformateur et la tige I9 est ainsi poussée contre l'action du ressort de compression 20, la butée annulaire 35 repoussant la rondelle 25 de sorte que le tampon 22 se trouve comprimé entre le manchon 30 et ladite rondelle 25 et vient obstruer les ouvertures des embouts 13 et I4. Lorsque la rondelle 25 est appliquée contre la butée 35, le manchon 30 est également repoussé de sorte qu'il comprime également le tampon 23 qui ne peut coulisser vers le haut puisque le manchon 31 est rigide et appuie sur la rondelle 26. Le tampon 23 se trouve ainsi également comprimé, de sorte qu'il s'expanse latéralement et obstrue les ouvertures des embouts Il et I2. On conçoit donc que dans cette position, la circulation d'eau de refroidissement des électrodes I est arrêtée. Dès que la machine est mise en route, c'est-à-dire dès que le vérin 7 est alimenté pour faire descendre le corps 2 et que le primaire du transformateur est mis sous tension pour permettre de réaliser une soudure, le dispositif 5 qui est porté par la partie mobile 2 s'écarte du corps 6 de sorte que l'écrou 32 ne porte plus contre ledit corps (fig.2 et 3) sous l'action du ressort 20 la tige 19 coulisse de manière à venir dans -la position de la figure 3. Dans cette position, la rondelle 25 est écartée de la butée 35 de sorte que les tampons 22 et 23 sont libres et reprennent leur forme initiale afin de permettre le passage de l'eau de refroidissement par les-embouts Il et I2 et son évacuation par les embouts 14 et 13. Comme le ressort 20 est assez puissant, l'extrémité su supérieure du tampon 23 est appliquée fortement contre l'extrémité interne supérieure du corps et grâce a l'élasticité dudit tampon il permet d'assurer l'étanchéité évitant un écoulement d'eau à travers l'ouverture î6. On remarquera que dans la position de la figure 3, le tampon 22 ne forme pas une séparation étanche entre les passages Il et 12, et 13 et 14. Il est, en effet, peu gênant qu'une légère communication se réalise entre l'eau de refroidissement et l'eau à évacuer après refroidissement. A la figure 5, on a représente en coupe, à plus grande échelle, un exemple d'un montage réalisé sur une machine à souder par résistance. Dans cetter#af#s#ti##a partie mobile 2 qui porte les électrodes I est reliée à la tige du piston du vérin de commande 7 par une partie tronconique 40 de l'extrémité libre de ladite tige dudit vérin qui s'engage dans un conduit de forme correspondante 41 et dont l'extrémité comporte un filetage 43 recevant un écrou 44. L'extrémité libre 40 comporte deux gorges-45 dans lesquelles sont logés des joints toriques 46-et deux gorges 48 et 49. La partie mobile 2 à l'une de ses extrémités, comporte des embouts 50 et 51 permettant de la raccorder à des tuyaux souples, l'un pour l'arrivée d'eau de refroidissement, l'autre pour l'évacuation. L'embout 50 est relié par un alésage 52 au conduit 41 et débouche au droit de la gorge 48, un alésage 53 débouchant par une extrémité dans le conduit 41 au droit de la gorge 48 et par son autre extrémité dans un organe tubulaire 54 qui s'étend axialement dans une partie creuse 59 de l'électrode I. L'embout 51 est relié par un alésage 56 au conduit 41, au droit de la gorge 49 et un second alésage 57 relie ladite gorge 49 à une ouverture 58 dans laquelle s'ouvre la partie creuse 59 de l t électrode I. Dans les installations classiques, le circuit de refroidissement est ainsi aménagé avec un circuit pour le refroidissement du transformateur, l'eau arrivant par l'embout 50 passant par les alésages 52, 53, le tube 54 et s'évacuant par la partie creuse 59, les alésages 57 et 56 et un tuyau souple relié à l'embout 51. Pour arrêter la circulation d'eau à travers la machine, on a monté un dispositif 5 tel que celui décrit aux figures I à 4, toutefois sa réalisation est très simplifiée. Dans cette réalisation, on a utilisé les mêmes références que celles des figures 3 et 4 pour désigner les mêmes organes, ces références étant affectées de la lettre a Le dispositif comprend un bouchon fileté 65 destiné à coopérer avec un filetage 61 d'un logement 60 traversant les alésages 53 et 57, le bouchon comportant un logement 17a qui reçoit un ressort 20a coopérant avec une butée 18a d'une tige I9a dont l'extrémité libre est pourvue d'un filetage 33a recevant un écrou borgne isolant 32a. Entre la butée 18a et l'écrou 32a sur la tige 19a sont engagés successivement un tampon élastique 22a avec une rondelle 25a, un manchon 30a, un tamponélastique 23a, une rondelle 29 a et un manchon 3ira. Le logement 60 est percé d'une ouverture 62 'à travers laquelle peut coulisser le manchon 31a et la tige I9a. Le fonctionnement du dispositif 5 de la figure 5 est identique à celui# décrit pour les figures 3 et 4, les tampons 23a et 22a obturant respectivement les alésages 53 et 57 lorsque les électrodes I sont écartées des pièces à souder et que l'écrou 32a bute sur le corps 6, tandis que dès que la pièce mobile 2 s'écarte du corps 6, les alésages 53 et 57 sont dégagés. A la figure 6 on a représenté un autre type de machine à souder par résistance du type comprenant une électrode 70 et une contre-électrode 71 celles-ci étant portées, la première, par une branche 72 et la seconde par une branche 73, articulées sur un axe 74 porté par un support 75. La branche 72 est reliée à la tige 76 d'un vérin 77,tandis que la branche 73 est reliez au corps de celui-ci. Dans cette réalisation il est prévu un dispositif 5 sur chaque branche 72 et 73, chaque dispositif étant susceptible de fermer le circuit d'alimentation d'eau de refroidissement de l'électrode correspondante lorsque les électrodes 70 et 71 sont écartées et que les écrous 32 portent contre des butées 78. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentég, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du. cadrede l'invention. R E V E N D I C A T I O N S - -Dispositif économiseur d'eau de refroidissement dans une machine à souder par résistance comprenant des électrodes reliées au secondaire d'un transformateur dont le primaire est bran- > ché à une source de courant électrique convenable, ladite machine comportant au moins un circuit de refroidissement du circuit secondaire passant par des canaux internes des électrodes et comprenant un circuit d'arrivée d'eau de refroidissement et un circuit d'évacuation d'eau après qu'elle ait traversé les différentes parties à refroidir, au moins une des électrodes étant portée par un bâti mobile actionné par un vérin à double effet de manière à commander l'application de l'électrode sur la pièce à souder et son écartement de ladite pièce après que la soudure ait été effectuée, des moyens pour fermer les circuits d'arrivée et d'évacuation d'eau lorsque l'électrode est écartée de la pièce à souder, carac térisé en ce que lesdits moyens sont constitués d'un corps destiné à être monté sur le bâti mobile et comportant des moyens pour être inséré dans le circuit d'arrivée d'eau de refroidissement, des moyens pour être insérés dans le circuit d'évacuation, une tige mobile dans ledit corps et portant, d'une part, des moyens pour obturer le circuit d'arrivée et, d'autre part, des moyens pour obturer le circuit d'évacuation, ladite tige étant prolongée par une extrémité libre extérieure au corps susceptible de buter contre une partie fixe de la machine de manière que lorsque l'électrode est écartée de la pièce à souder, ladite saillie en butant contre la partie fixe commande la fermeture des circuits, tandis que lorsque l'électrode est approchée de la pièce à souder, les circuits sont libres pour permettre le refroidissement. 20 - Economiseur d'eau de refroidissement dans une machine à souder par résistance selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique dont l'une des extrémités comprend un logement axial dans le fond duquel vient prendre appui l'une des extrémités d'un ressort de compression dont ltau- tre extrémité porte sur une butée d'une extrémité de la tige dont l'autre extrémité traverse une ouverture axiale du corps qui comporte, latéralement, une première paire d'embouts pour son raccordement au circuit de refroidissement et une seconde paire d'embouts pour son raccordement au circuit d'évacuation, les axes de la première paire d'embouts étant situés dans un plan sensiblement trans versal à l'axe longitudinal du corps,-les axes de la seconde paire d'embouts étant situés dans un plan décalé par rapport au plan des axes de la première paire d'embouts et sensiblement transversal à l'axe longitudinal du corps, ladite tige portant deux tampons souples et élastiques maintenus écartés par des entretoises, l'écarte- ment correspondants à l'intervalle entre la première paire d'embouts et la seconde paire d'embouts, et une butée étant prévue dans le corps de manière que lorsque la tige est poussée, contré ltac- tion du ressort en portant par son extrémité libre contre la partie fixe de la machine, les tampons soientidéformés élastiquement pour obturer les embouts correspondants. 30 - Economiseur d'eau de refroidissement dans une machine à souderpar résistance selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que chaque tampon souple et élastique comporte à une extrémité une gorge dans laquelle est insérée une rondelle traversée par la tige. 40 - Economiseur d'eau de refroidissement dans une machine à souder par résistance selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que les entretoises sont constituées par des manchons engagés sur la tige. 50 - Economiseur d'eau de refroidissement dans une machine à souder par résistance selon les revendioations I, 2 et 4 caractérisé en ce 'que la tige, à son extrémité libre, comporte un filetage sur lequel est vissé un écrou borgne en matière isolante contre lequel bute un premier manchon rigide dont l'autre extrémité porte contre la rondelle de l'un des tampons souple et élastique, un second manchon rigide étant engagé sur la tige et comportant des extrémités effilées qui portent l'une contre l'extrémité dudit tampon souple et élastique opposée celle compprtant la rondelle, tandis que l'autre extrémité porte contre l'extrémité du second tampon élastique opposée à celle comportant la rondelle, cette dernière étant destinée à coopérer avec une butée annulaire du corps circonscrivant le logement du ressort de compression. 60 - Economiseur d'eau de refroidissement dans une machine ne à souder par résistance selon la revendi#c#ation 5, caractérisé en ce que le pr#emier manchon est en une matière plastique autolubrifiante. 70 - Machine à souder par résistance pourvue dtun dispositif économiseur d'eau de refroidissement tel que défini dans la revendication I et/ou-l'une#quelconque des revendications 2 à 6. 80 - Machine à souder par résistance comprenant des électrodes reliées au secondaire d'un transformateur dont le primaire est branché à une source de courant électrique convenable, ladite machine comportant au moins un circuit de refroidissement du circuit secondaire passant par des canaux internes des électrodes et comprenant un circuit d'arrivée d'eau de refroidissement et un circuit d'évacuation dteau après qu'elle ait traversé les différentes parties à refroidir, au moins une des électrodes étant portée par un bâti mobile actionné par un vérin à double effet de manière à commander l'application de l'électrode sur la pièce à souder et son écartement de ladite pièce, après que la soudure ait été effectuée, ledit bâti mobile comportant deux canaux correspondant l'un au circuit de refroidissement et l'autre au circuit d'évacuation, caractérisée en ce que ledit bâti mobile est percé d'un logement cylindrique qui traverse les canaux et dont l'une des extrémités est filetée tandis que l'autre extrémité comporte une ouverture axiale s'ouvrant en regard d'une partie fixe de la machine, une tige portant deux tampons souples et élastiques étant engagée dans le logement et faisant saillie par son extrémité correspondante à travers l'ouverture axiale tandis que l'autre extrémité comporte une butée contre laquelle porte l'une des extrémités d'un ressort de compression dont l'autre extrémité porte sur le fond d'un logement d'un bouchon vissé sur l'extrémité filetée du logement, ledit bouchon comportant une butée de manière que lorsque la tige est poussée en coopérant contre une partie fixe de la machine, contre l'action du ressort de compression, les tampons soient déformés élastiquement pour obturer les canaux qui s'ouvrent dans le logement. 90 - Machine à souder par résistance selon la revendication 8, caractérisée en ce que la tige, à son extrémité libre comporte un filetage sur lequel est vissé un écrou borgne en matière isolante contre lequel bute un premier manchon rigide dont ltau- tre extrémité porte contre la rondelle de l'un des tampons souple et élastique, un second manchon rigide étant engagé sur la tige et comportant des extrémités effilées-qui portent l'une contrel'ex- trémité dudit tampon souple et élastique opposée à celle comportant la rondelle, tandis que l'autre extrémité porte contre l'ex- trémité du second tampon élastique opposée à celle comportant la rondelle, cette dernière étant destinée à coopérer avec une butée annulaire du bouchon.