Brevet FR2464761A1 — publié le 19810320

L'invention concerne un appareil pour planer des tôles déformées, en particulier d'éléments de carrosserie, par chauffage électrique localisé de la tle par passage direct d'un courant élec- trique à travers la tôle, comprenant un transformateur fournissant un courant électrique de forte intensité et deux électrodes reliées à ce transformateur, qui présentent des faces de contact avec la tale, dont l'une au moins est une électrode de déformation destinée à être pressée contre la zone déformée de la tale et l'autre est une élec- trode de retour du courant. Les déformations susceptibles d'être traitées par un tel appareil sont des bosses, c'est-à-dire des protubérances par rapport à la forme générale de l'élément de carrosserie considéré, comme celles produites fréquemment par la fermeture forcée de capots ou couvercles de compartiments à bagages contre des objets transportés anguleux, aussi bien que des instabilités de la tôle, c'est-à-dire desparties de tale que l'on peut pousser avec le pouce vers l'intérieur et l'exté- rieur et qui font un bruit chaque fois qu'elles sautent élastiquement de l'une à l'autre position. Ces instabilités sont la conséquence de surallongements de la tôle, provoqués par des contacts ou des chocs peu importants avec des objets extérieurs ou par un débosselage au maillet et contre-appui. La tôle a été allongée partiellement et ne peut plus reprendre sa position médiane d'origine mais passe chaque fois à travers elle, tantôt vers un côté tantôt vers l'autre. Le planage ou débosselage électrothermique par un appa- reil comme décrit ci-dessus a gagné ces derniers temps en importance, depuis qu'il a été constaté qu'un courant électrique issu de l'élec- trode de déformation et sensiblement radial dans la tôle permet d'éliminer aussi bien des bosses, en particulier les petites bosses accentuées ou "pustules", que les instabilités décrites plus haut. Au point de contact de l'électrode de déformation avec la tCle, il se produit une élévation de température notable, avec un maximum au milieu, de sorte que les bosses, surtout les petites bosses accentuées, peuvent être éliminées par une pression moyenne à forte qui déforme la tôle chauffée en sens contraire. Dans le cas des instabilités, il a été observé que - apparemment sous l'effet de tensions thermiques spécifiques créées dans la tôle - il se produit au refroidissement un processus de contraction-qui tend la tôle et la retire à sa position stable d'origine. Pour ce planage électrothermique de tCles déformées, on connaît un appareil qui se compose d'un transformateur qui ressemble à un transformateur de soudage et de deux électrodes reliées à lui par des câbles et déplaçables indépendamment l'une de l'autre, dont l'une peut être fixée pratiquement à n'importe quel point de la t8le, tandis que l'autre, tenue à la main, sert d'électrode de défor- mation. Il est également connu déjà de réaliser l'électrode de défor- mation comme un outil de percussion afin que le travail simultané de la t8le ne demande pas un outil supplémentaire (demande de brevet DE-AS 23 62 103 de la République Fédérale d'Allemagne). Les appareils connus demandent.une grande expérience et beaucoup de dextérité pour éliminer les bosses. Les instabilités ne peuvent pratiquement pas etre supprimées par les dispositifs connus du fait que la force est diffi- cilement dosable. On connaît en outre un appareil- comportant des électrodes concentriques, dont l'une peut être déplacée longitudinalement contre la force d'un ressort, mais ces électrodes ne servent qu'à l'amenée du courant, le travail proprement dit de la tôle étant effectué par des outils supplémentaires (brevet 22 617 de la République Démocra- tique d'Allemagne). L'invention vise à créer un appareil du type indiqué au début, par lequel puissent etre éliminées, sans outils supplémentaires, aussi bien des bosses que des instabilités, et qui permette un manie- ment sans problème et un apprentissage rapide du maniement. Selon une caractéristique essentielle de l'invention a) l'électrode de retour entoure l'électrode de déformation, b) l'électrode de déformation dépasse à l'état de repos de l'élec- trode de retour et peut être déplacée contre la force croissante d'un ressort et sur un trajet ou course élastique jusque derrière la face de contact de l'électrode de retour, et c) l'écartement mutuel des faces de contact dans le sens de la course élastique à l'état de repos de l'électrode de déformation peut être modifié de façon définie. L'invention réunit tout d'abord les avantages de l'état de la technique par la disposition d'une électrode de déformation susceptible d' tre maniée avec sensibilité dans un dispositif à élec- trodes coaxiales. De plus, par la variation définie de l'écartement des faces d'électrode dans le sens de la course élastique, l'inven- tion permet d'utiliser sciemment différentes parties de la caractéris- tique élastique suivant la grandeur de cet écartement. Hormis une pré- contrainte, qui peut être faible, le ressort est à l'état de repos, c'està-dire pratiquement détendu lorsque l'électrode de déformation est étendue au maximum, la position de repos étant la même pour toutes les applications et étant fixée par une butée qui est de préférence réglable facilement. La course élastique maximale possible et, par suite, la force de rappel de l'électrode de déformation pouvant être obtenue à la fin de cette course sont maintenant déterminées en pre- mier lieu par le déplacement relatif possible des faces de contact au moment o l'appareil est pressé contre la tale. Il est à noter à cet égard que les deux faces d'électrode doivent tre appliquées contre la tale pour qu'un courant puisse circuler. La variation sélective ou définie de l'écartement des faces d'électrode permet donc de fixer la force maximale du ressort dans des limites étroites, la nature et la grandeur de la déformation de la tole jouant bien entendu également un certain rûle mais qui est secondaire. Si l'écartement des faces d'électrode est grand, la course élastique est également grande et la force maximale produite par le ressort est élevée. Un tel réglage de l'écartement des électrodes est utilisé en particulier pour l'élimination de petites bosses accentuées ou pointues. S'il s'agit au contraire de tendre la tôle pour supprimer une instabilité, il est avantageux de choisir un écartement axial plus faible des électrodes, ce qui diminue en conséquence la course élas- tique donc aussi la force maximale exercée sur la t6le jusqu'à ce que l'électrode de retour s'applique également contre la t8le. Il est à noter ici que la force élastique de l'électrode de déformation quand la tale est contractée ou tendue s'oppose obligatoirement àace pro- cessus de contraction ou de tension. Suivant le réglage préalable de l'écartement mutuel des faces d'électrode, l'appareil peut donc être utilisé à des fins de façonnage tout à fait particulières, sans que l'opérateur puisse faire de grosses erreurs. Pour la suppression d'instabilités par contraction, on peut faire glisser l'appareil sur la tôle suivant certains motifs, de manière à faire disparaître les instabilités pas à pas sous une faible force de pressage de l'élec- trode de déformation contre la tôle. L'écartement axial des faces d'électrode peut être varié de différentes manières. Il est notamment possible de prolonger l'élec- trode de retour dans le sens de la course élastique, ce qui peut ttre réalisé, par exemple, par une bague emboitable sur une électrode de retour cylindrique creuse. Une bague amovible a l'avantage supplémen- taire qu'elle peut être jetée, sans que cela représente une perte importante, si, après un certain temps de service, sa face frontale, qui est dans ce cas la face d'électrode de l'électrode de retour, présente des traces de bralure. Il est cependant possible aussi de fixer l'électrode de déformation de façon amovible dans un support monté sur ressort et de la remplacer suivant les besoins par une élec- trode de déformation plus courte ou plus longue. L'électrode plus longue produit une course élastique également plus longue et convient donc pour le débosselage, notamment de petites bosses accentuées. Une telle électrode possède avantageusement une face frontale ou face de contact sensiblement plane. L'électrode de déformation plus courte produit une course élastique également plus courte et sert donc prin- cipalement à la contraction de la tôle pour éliminer des instabilités. Etant donné que ce travail est exécuté le plus souvent pas à pas sur une surface relativement grande, comme décrit ci-dessus, la face de contact de cette électrode plus courte est de préférence bombée, ce qui facilite son glissement sur la tôle et permet d'éviter les brû- lures trop fortes par un contact ponctuel ou par un bord de l'élec- trode lorsque l'appareil est incliné. Les électrodes de déformation interchangeables peuvent bien entendu Ètre remplacées également par des électrodes neuves si elles portent trop de traces de brûlure. Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, les deux électrodes peuvent ttre disposées sur le corps d'un outil portatif en forme de pistolet, il étant particulièrement avantageux que le corps de l'outil renferme également le transformateur à haute intensité. On obtient ainsi un appareil compact facile à manier et à transporter et qui peut également être utilisé sans problèmes sur des parties de carrosserie difficilement accessibles. Un tel appareil peut' être manié à la façon d'une perceuse à main. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif et de différentes possibilités de variation de l'écartement axial des électrodes, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un appareil complet en forme de pistolet; la figure 2 est une coupe axiale d'une bague embottable sur l'électrode de retour; la figure 3 représente une électrode de déformation inter- changeable, les figures 4 à 6 correspondent à la partie de la figure 1 contenant les électrodes, mais à plus grande échelle, et montrent différentes variantes pour la variation de l'écartement axial des faces d'électrode; et la figure 7 est un graphique course-force (caractéris- tique élastique) de l'appareil des figures 1 à 6. La figure 1 représente un appareil 1 qui convient spécia- lement au dressage de tales de carrosserie 2. L'appareil possède un corps ou carénage 3 qui est composé de deux demi-coquilles, représenté ouvert suivant son plan de joint et affecte la forme d'un pistolet comprenant une poignée 4 qui est seulement représentée en partie. A travers la poignée 4 passe un conducteur d'amenée de courant 5 qui mène àl'enroulement primaire d'un transformateur à haute intensité 6. La mise en marche et l'arrêt sont produits par un interrupteur à bouton poussoir 7 incorporé dans la poignée 4 mais dont les branche- ments ne sont pas représentés. Un disjoncteur de surcharge 8 branché dans le circuit électrique sert à protéger le transformateur 6. Dans une paroi d'extrémité frontale 9 du carénage 3 est montée, par une rainure annulaire 10, une pièce isolante Il en plastique et à symétrie de révolution, laquelle présente un alésage longitudinal coaxial 12. A l'extrémité intérieure de cet alésage se trouve un col- let 13 qui sert d'appui pour un ressort de pression 14 ayant une carac- téristique progressive. L'autre extrémité du ressort 14 s'appuie sur un épaulement 15 d'un support 16 en forme de cheville, qui peut être déplacé contre la force du ressort 14 dans l'alésage 12. Le support 16 présente à son extrémité extérieure une cavité conique 17 dans laquelle une électrode de déformation 18 est fixée par un cône 19 complémen- taire. Une surface de contact 20 sert à la transmission du courant à la t8le de carrosserie 2. L'autre extrémité du support 16 porte un filetage et deux écrous 21 qui servent au réglage axial du support 16 et à la fixation de la précontrainte du ressort 14. Le support 16 est relié par deux barrettes conductrices 22 et 23 articulées l'une à l'autre à l'une des bornes de sortie du secondaire du transformateur 6. Dans la pièce isolante Il est monté, concentriquement par rapport à celleci et à l'électrode de déformation 18, une électrode de retour 24 sous forme d'un cylindre creux. Celui-ci est relié par une barrette conductrice 25 à l'autre borne de sortie de l'enroule- ment secondaire du transformateur 6, le branchement de la barrette 25 sur l'électrode de retour 24 se trouvant du côté non visible sur le dessin. Les pièces parcourues par le courant, en particulier les élec- trodes 18 et 24, sont en cuivre. Un voyant lumineux 26 indique, quand il est allumé, que le transformateur 6 est sous tension. L'appareil peut être suspendu par un oeil 27 au poste de travail. La figure 2 représente une bague 28 présentant un alésage 29 et un alésage 30 plus étroit qui se raccordent l'un à l'autre par un épaulement radial 31. Des fentes 32 réparties circonférentiellement et dont seule celle située à l'arrière est visible sur le dessin con- fèrentà la bague 28 une certaine élasticité dans la région de l'alé- sage 29, de manière que la bague puisse être embottée jusqu'à l'épau- lement 31 sur l'électrode de retour 24 (figure 1), prolongeant ainsi cette électrode de la longueur axiale de l'alésage 30. La surface de contact 33 de l'électrode de retour 24, contre laquelle vient s'appli- quer l'épaulement 31, est donc ainsi remplacée par la surface de con- tact 33a de la bague 28, également en cuivre. La figure 3 représente une électrode de déformation 18a présentant une surface de contact 20a bombée et dont le cône 19a cor- respond au cône 19 de la figure 1. L'électrode de déformation 18a peut ainsi Atre mise en place dans le support 16 4 la place de l'élec- trode de déformation 18. Cependant, l'électrode 18a est beaucoup plus courte que l'électrode 18 pour ce qui concerne la partie dépassant du support 16, de sorte que la course élastique disponible jusqu'à ce que l'électrode de retour 24 vienne buter contre la tale de carrosserie 2 est également beaucoup plus courte. L'emploi des électrodes représentées sur les figures 2 et 3 en combinaison avec l'outil de la figure 1 sera expliqué plus en détail relativement aux figures 4, 5 et 6. La représentation étant la même, exception faite d'un agrandissement avec la rapport 2:1, quelques-unes seulement des référence sont reprises sur les figures 4 à 6. La tDle de carrosserie 2 visible sur la figure 4 porte une petite bosse accentuée 34 qui est typique pour celles produites sur les capots de compartiments à bagages. Le support 16 contient dans ce cas l'électrode de déformation 18 relativement longue de la figure 1, dont la surface de contact 20 est plane. Dans l'exemple représenté, on dis- pose d'au moins la course élastique S2 pour la déformation du ressort 14. Lorsqu'une pression est exercée sur l'appareil dans le sens de la flèche , l'électrode de retour 24 se déplace vers la gauche jusqu'à ce que la face d'électrode 33 s'applique contre la tôle 2. Cela se produit après une course qui est légèrement plus grande que la course S2* Dès cet instant, un courant électrique peut circuler de l'électrode. de déformation 18 a travers la tale 2 à l'électrode de retour 24, ce qui produit un chauffagefonction de l'intensité du courant - de la tôle dans la région de la bosse 34. L'électrode de déformation 18 étant pressée contre la t8le par la grande force du ressort 14, la bosse 34 est éliminée. Dans l'exemple de la figure 5, la tôle de carrosserie 2 présente une instabilité non visible sur le dessin. L'électrode de retour 24 est dans ce cas rallongée d'une longueur X, correspondant à la longueur de l'alésage 30, par l'emboîtement sur elle de la bague 28 selon la figure 2. L'électrode de déformation 18b utilisée ici a la mÉme longueur libre que l'électrode de déformation 18 dans la figure 4 mais sa face de contact 20b est bombée. Si l'appareil trans- formé conformément à la figure 5 est poussé contre la tôle en direction de la flèche 35, la face de contact 33a de la bague 28 s'applique contre la tôle après une course bien plus courte. Dès cet instant, un courant électrique peut également circuler de l'électrode de déformation 18 à travers la t6le 2 à la bague 28 puis de là à l'électrode de retour 24, ce qui produit un chauffage correspondant de la t8le 2 dans la région de l'instabilité. Comme le ressort 14 est comprimé moins, il exerce une force beaucoup plus faible sur la tale, la pression étant juste suffisante pour que le passage correct du courant soit assuré. L'ins- tabilité est éliminée par la chaleur développée par le courant élec- trique et par le refroidissement consécutif. Ce processus peut au besoin être soutenu par un déplacement transversal de l'appareil sur la tôle 2. La face de contact 20b est bombée pour faciliter ce dépla- cement transversal. La figure 6 montre une inversion de la disposition par rapport à celle de la figure 5. La-nature de la déformation (insta- bilité) est la même que dans le précédent exemple. La longueur de- l'électrode de retour 24, utilisée ici sans bague, est la même que dans l'exemple de la figure 4. Dans le support 16 a été fixée une électrode de déformation 18a comme celle de la figure 3, dont la longueur libre est considérablement réduite par rapport à celle des électrodes de déformation 18 et 18b des figures 4 et 5. La face de contact 20a est également bombée. Les rapports de course et de force sont essentiellement les mêmes que dans l'exemple de la figure 5 en ce sens que la face de contact 33 de l'électrode de retour 24 s'appli- que contre la tôle 2 après une petite course semblable à celle de la figure 5, de sorte que le processus de contraction se déroule égale- ment de la même façon. La figure 7 représente la caractéristique du ressort 14. Sa précontrainte est produite par une compression d'environ 6 mm par les écrous 21 (figure 1) jusqu'au point S0. La précontrainte P0 ainsi obtenue est d'environ 1,3 kg. La course élastique disponible est essentiellement déterminée par l'écartement maximal entre les faces de contact et est située entre S et S La force de ressort maximale 0 2V pouvant être obtenue correspond à P2 et est d'environ 8 kg. Cette force est atteinte lorsque, dans la disposition de la figure 4, les faces - de contact 20 et 33 sont situées dans le même plan. Puisque, en raison de la bosse, l'électrode de déformation 18 pénètre encore un peu plus dans l'électrode de retour 24, la caractéristique élastique se prolonge encore un peu, par la partie en pointillé. La force maximale peut donc varier. Le domaine de force disponible est représenté par la zone hachurée dans la partie supérieure de la figure 7. Lorsque l'appareil est transformé comme représenté sur la figure 5 ou la figure 6, on obtient une course élastique moyenne S qui est plus faible et qui donne une force de ressort moyenne P1. La force de ressort pouvant etre obtenue au début du processus de con- traction dépend dans ce cas également des dimensions de la déformation de la tCle. La force de ressort Pl peut donc ici également varier dans la zone hachurée du milieu de la figure 7. Cependant> malgré les dis- persions possibles dans les zones hachurées, on voit que la variation définie des écartements entre les faces de contact, avec utilisation de la caractéristique élastique, permet d'obtenir un ajustement défini des forces de déformation ou de contact, ce qui favorise l'obtention de l'effet de planage souhaité, suivant la direction à partir de laquelle le planage doit s'effectuer. La bague de rallonge 28 (figure 2) peut être réalisée avec différentes longueurs de l'alésage 30, c'est-A-dire avec diffé- rentes distances entre la face de contact 33a et l'épaulement 31. L'appareil peut dans ce cas être utilisé en combinaison avec deux ou davantage de bagues 28, la bague ayant la distance la plus courte entre la face de contact 33a et l'épaulement 31 étant utilisée toujours, également pour le débosselage, pour encaisser les-brûlures, cette bague étant jetée après un certain temps de service pour etre remplacée par une nouvelle. La longueur de l'électrode de retour 24 est dans ce cas réduite de la distance entre la face de contact 33a et l'épaulement 31. La distance entre la face de contact 33a et l'épaulement 31 sur la bague devant être utilisée pour le processus de contraction doit dans ce cas être augmentée de la longueur de raccourcissement de l'électrode de retour 24, afin de rétablir les conditions de départ. La variation définie de l'écartement de la face de contact 20, 20a ou 20b et la face de contact 33a s'effectue alors par le simple remplacement des bagues. R E V E N D I C A T I 0 N S ___________________________ 1. Appareil pour planer des tôles déformées, en particulier d'éléments de carrosserie, par chauffage électrique localisé de la tôle par passage direct d'un courant électrique à travers la tôle, compre- nant un transformateur fournissant un courant électrique de forte inten- sité et deux électrodes reliées à ce transformateur, qui présentent des faces de contact avec la tôle, dont l'une au moins est une élec- trode de déformation destinée à être pressée contre la zone déformée de la tale et l'autre est une électrode de retour du courant, caracté- risé en ce que: a) l'électrode de retour (24) entoure l'électrode de déformation (18, 18a, 18b), b) l'électrode de déformation dépasse à l'état de repos de l'élec- trode de retour et peut être déplacée contre la force croissante d'un ressort (14) et sur un trajet ou course élastique jusque derrière la face de contact (33, 33a) de l'électrode de retour, et c) l'écartement mutuel des faces de contact (20, 20a, 20b, 33, 33a) dans le sens de la course élastique à l'état de repos de l'élec- trode de déformation peut être modifié de façon définie. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de retour (24) peut être rallongée dans le sens de la course élastique. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode de retour (24) affecte la forme d'un'cylindre creux et peut être prolongée par une bague (28) embottable sur elle. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de déformation (18, 18a, 18b) est fixée de façon inter- changeable dans un support (16) monté sur ressort et peut être rempla- cée par une électrode de déformation plus courte ou plus longue. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (14) possède une caractéristique progressive. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de déformation (18, 18a 18b) et l'électrode de retour (24) sont disposées concentriquement dans une pièce isolante (11) qui entoure en même temps le ressort (14) pour l'électrode de déformation. il 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que les électrodes (18, 24) sont dispo- sées sur le corps (3) d'un outil portatif en forme de pistolet. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transformateur (6) à haute intensité est également disposé dans le corps (3).