Brevet FR2482496A1 — publié le 19811120

La présente invention se rapporte à un dispositif de montage ou de sup- port d'électrode, notamment pour appareils de soudage ou de brasage, qui com- prend une glissière d'approche, dans lequel le porte-électrode peut se déplacer verticalement par rapport à la zone d'action de l'électrode sur ladite glis- sière et qui comprend un dispositif dynamométrique mesurant la force qui s'exerce entre l'électrode et la pièce. Par la demande de brevet allemande DE-OS 27 38 854, on connaît un dis- positif de soudage comprenant un coulisseau d'approche, qui est entraîné de façon à pouvoir se déplacer en ligne droite dans le dispositif, ainsi qu'un porte-électrode, ce dernier pouvant lui aussi se déplacer en ligne droite par rapport au coulisseau. Un arrangement de ressorts est prévu entre le porte- électrode et le coulisseau pour soutenir la force s'exerçant entre l'électrode et la pièce. Dans ces conditions, à partir du mouvement relatif entre le porte- électrode et le coulisseau, il est possible, au moyen d'un abaque ou d'un barème de déterminer la force s'exerçant sur l'électrode. A l'aide d'un organe de réglage, on peut alors ajuster la précontrainte exercée par le ressort entre ledit coulisseau et le porte-électrode. Bien que ce dispositif permette d'uti- liser, selon l'application, des électrodes ayant des zones d'action différentes, il présente néanmoins l'inconvénient que les variations de la surface active des électrodes imposent des conditions différentes de force, c'est-à-dire, que pour obtenir la même pression, l'opérateur doit tenir compte du fait que cette variation se traduit par une variation correspondante de l'indication lue ou bien par une modification de la tension du ressort. Ceci impose à l'uti- lisateur des contraintes relativement importantes. La présente invention s'est fixé pour but d'apporter une monture d'élec- trode du type spécifié qui permet aussi de changer sans difficulté l'électrode, mais sans que, pour les différentes électrodes, l'opérateur ait à tenir compte de différentes exigences en ce qui concerne la force enregistrée. Ce résultat est atteint en ce qu'il se présente sous la forme d'une têtep3xent être fixée defaçon amovible sur le coulisseau et comprenant un organe de montage et au moins, un porte-électrode monté à mouvement par rapport à celui-ci, le dispositif de mesure de force étant monté entre le porte-électrode et l'organe de montage et/ou en ce que le dispositif dynamométrique comprend un organe à ressort qui est interchangeable au moyen d'un élément d'appui monté de façon amovible sur le porte-électrode ou sur l'organe de montage. Lorsqu'on a besoin de changer l'électrode, on n'enlève pas seulement celle-ci mais toute la tête avec le dispositif dynamométrique ou bien, au moins l'organe à ressort. De préférence, le, porte-électrode se déplace sur l'organe de montage perpendiculairement à la zone d'action de l'électrode. Ceci permet, même dans le cas d'une telle tête, d'amener les électrodes au contact de la pièce sans couple de rotation. Comme dispositif dynamomêtrique, on utilise de préférence, entre le porteélectrode et l'organe de montage, un dispositif à ressort, par exemple, un indicateur de course inductif. Lorsque l'électrode est levée, un organe à ressort, au moins prévu entre l'organe de montage et le porte- électrode veille à maintenir ce dernier flottant par rapport à l'organe de montage. En particulier, lorsqu'il s'agit d'électrodes pour le soudage en about, l'invention propose que l'organe de montage comprenne, au moins un support intermédiaire sur lequel le porte-électrode est placé, ledit support intermé- diaire étant réglable sur l'organe de montage, parallèlement à la zone d'action de l'électrode, de préférence, par une translation linéaire. Ainsi, le disposi- tif comporte deux organes pouvant être déplacés l'un par rapport à l'autre, dans la direction mentionnée et auxquels peut être fixée respectivement une électrode, l'espacement entre ces dernières étant réglable par les supports intermédiaires. De préférence, on monte aussi sur le support intermédiaire et le porte-électrode, un dispositif dynamométrique, en particulier, dans le cas o il est nécessaire, de mesurer entre la paire d'électrodes prévue, comme c'est le cas des électrodes de soudage en about, de mesurer la force à chaque électrode. Lorsque l'on prévoit sur l'organe de montage deux supports inter- médiaires pouvant être déplacés respectivement suivant une direction parallèle à la zone d'action des électrodes et de manière symétrique, au moyen d'un organe de réglage, il devient possible de modifier symétriquement la largeur de l'intervalle entre les électrodes. Lorsqu'on utilise l'indicateur de course inductif mentionné, on obtient un appareil extrêmement compacte du fait que le support est guidé sur l'organe de montage au moyen d'au moins un dispositif à piston et à cylindre et que l'indicateur de course inductif, est intégré dans celuici, de préférence, sous la forme d'une bobine d'induction fixée à la paroi du cylindre et d'un noyau magnétique sur le piston. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe à travers un dispositif de montage d'électrode conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en plan sur la tête porteélectrode de la figure 1; - la figure 3 est une vue partiellement en coupe d'un dispositif de montage pour des électrodes de soudage divisées; - la figure 4 est une vue en plan sur le dispositif de la figure 3 - la figure 5 est une vue de face du dispositif de montage d'électrode de la figure 4; - la figure 6 est une vue en élévation d'une autre variante de réalisa- tion du dispositif de montage de la figure 3; - la figure 7 est une vue de face du dispositif de la figure 6 s - la figure 8 est une vue schématique représentant un indicateur de course incorporé dans un montage en pont pour évaluer les signaux de position produits par les têtes porte-électrode représentées sur les figures 1 à 7, - la figure 9 illustre une autre variante de réalisation de ce montage en pont de la figure 8; la figure 10 est un diagramme montrant les variations d'amplitude des signaux du pont de mesure de la figure 8 ou 9 9 - la figure Il est un diagramme représentant les variations de phase du signal de sortie du montage en pont des figures 8 et 9; et - la figure 12 est un diagramme résultant de la composition d'une courbe caractéristique et de la courbe caractéristique de tranfert d'un indicateur de course, comme représenté, par exemple, sur les figures 7 et 8, pour former une courbe caractéristique de force comme celle que l'on obtient avec les disposi- tifs de montage des figures 1 à 7. En se référant à la figure 1, on voit un dispositif de montage d'électrode 7, conforme à l'invention. Il comporte une monture 75 pouvant être fixées de façon amovible, à l'organe ou au coulisseau de positionnement ou d'approche du dispositif de soudage ou de brasage au moyen d'une vis 79. Sur le porte- électrode 81 est fixé, par exemple, dans un manchon 83, un piston deguidage 85, dont la partie supérieure est entourée de billes, formant ainsi un piston à billes 87 qui peut se déplacer suivant la direction P2, dans un cylindre 89, fixé à la monture 75. La partie supérieure du cylindre 89 présente un tarau- dage 91, dans lequel est engagée une vis de réglage 93. Entre la vis 93 et l'extrémité supérieure du piston à billes 87 est interposé un ressort de com- pression 95 dont la caractéristique est connue. Un second ressort 97, notamment un ressort de tension, est fixé, d'une part, dans un élément de support 99 de la monture 75, ce ressort passant dans une ouverture 101 pour venir se fixer, d'autre part, à l'élément de support 81. Ce ressort 101 supporte le poids du porte-électrode 81, ainsi que celui de l'électrode 105 fixée, par exemple, au moyen de vis 103. Sur la monture 75 est fixé un second cylindre 107. Dans celui-ci est logé coaxialement un manchon 109 dans lequel glisse une armature 111, dont la partie inférieure est logée dans une ouverture 113 d'une pièce 115 fixée au porte-électrode 81. L'armature 115 est également guidée, tout comme l'armature 111, dans le manchon 109, dans un manchon inférieur convenablement dimensionné 117 fixé sur la monture 75. Entre la paroi extérieure du manchon 109 et la paroi intérieure du cylindre 107, sont interposées deux bobines 119 et 121, tandis que dans une ouverture centrale 123 de l'armature 111 est logé un noyau 125, de préférence en ferrite. Comme il sera expliqué plus en détail en regard des figures 8 à 12, les bobines 119, 121 et le noyau 125, qui se déplacent entre eux, de même que le porte-électrode 81 par rapport à la monture 75, forment un indicateur de course inductif. Les connexions électriques des bobines 119 et 121 n'ont pas été représentées. En principe, le déplacement du noyau 125 modifie l'inductance des deux bobines suivant des directions opposées, ce qui, en supposant que ces bobines frnt partie d'un pont de mesure inductif, foenit une indication sur la position relative de la monture 75 et du support 81 et partant, sur la position de l'électrode. Connaissant les caractéristiques, c'est-à-dire le module d'élasticité, du ressort de compression 95, on obtient, avec l'indicateur de course inductif, un indicateur de pression. En effet, à partir de la course on peut tirer des conclusions concernant le force F qui s'exerce entre la pièce et l'électrode 105. Ainsi, on réalise sur cette monture en forme de tête, en combinaison avec les guidages normalement prévus, un dispositif simple, économique et précis de mesure de la force ou de la pression. La figure 3 représente une tête réalisée selon la technique décrite en regard de la figure 1 et qui est plus particulièrement conçue pour des électro- des pour le soudage en about. Sur le dessin, la représentation de la figure 3, se rapportant à des électrodes de soudage en about à déplacement symétrique, correspond à la vue de la figure 4 et à la vue de face selon la figure 5, tandis que cette même figure 3 pour des électrodes de soudage en about à déplacement asymétrique, correspond à la vue de la figure 6 et à la vue de face selon la figure 7. La monture 123 comportant également un support 127 et une vis de fixa- tion 125, présente de part et d'autre une paire de tourillons de guidage parallèles 129a, 129b et 131a, 131b. Ces tourillons de guidage 131 et 129 glissent respectivement dans des ouvertures 133a, 133b et 135a, 135b prévues respectivement, deux à deux, dans des supports intermédiaires 137a et 137b. Ainsi, les supports intermédiaires 137 peuvent se déplacer en ligne droite, dans la direction P3 par rapport à la monture 123. Le déplacement des deux supports intermédiaires 137 s'effectue au moyen d'une tête de réglage 139, comportant de préférence un mécanisme réducteur différentiel, comme celui utilisé dans les micromètres, lequel est pourvu d'une tige filetée 141b se déplaçant dans une ouverture taraudée 143b du support intermédiaire 137b, cette tige filetée 141b étant montée axialement fixe, mais cependant à rotation, en 145 dans la monture 123. De l'autre côté de la monture 123, la tige filetée 141a s'engage, à l'extérieur du palier 145, dans un trou taraudé 143a du support intermédiaire 137a. Pour assurer un déplacement symétrique et opposé des deux supports intermédiaires 137 par rapport au plan central E de la monture 123, les pas des filetages de la tige filetée 141a et de son ouverture taraudée 143a d'une part, et de la tige filetée 141b et de son ouverture taraudéé 143b d'autre part, ont des sens opposés. Comme on le voit sur la figure 3, d'autrestourillons de guidage 147 et 149 ont été prévus de part et d'autre, au-dessus et au-dessous de la tige file- tée 141a, 141b et circulent dans des trous de guidage correspondants des supports intermédiaires 137a et 137b. On réalise ainsi un guidage sans jeu des composants 137 et 123, dont la position relative peut être préétablie avec précision à l'aide du bouton de réglage 139. D'une manière analogue R celle décrite en regard de la figure 1, les deux supports intermédiaires comportent des indicateurs de course inductifs désignés en leur entier respectivement 150a et 150b, ainsi que des dispositifs de guidage de piston à billes associés à des ressorts de compression et por- tant respectivement les références générales 151a et 151b. A chaque support intermédiaire 137a et 137b est fixé un porte-électrode, analogue à celui re- présenté sur la figure loet qui a été désigné en son entier respectivement 153a et 153b. La suspension du ressort de tension, analogue au ressort 97 de la figure 1, est désignée respectivement 156a et 156b. Comme on le voit sur la figure 3, on peut prévoir une bobine supplémentaire 155 qui permet d'utiliser tout le dispositif, comme il sera décrit plus en détail en regard de la figure 9, comme un transformateur différentiel. Ainsi, selon les figures 3, 4 et 5, les supports intermédiaires peuvent être déplacés symétriquement dans la direction P3 par rapport à la monture 123, les porte-électrodes 153a et 153b pouvant, de leur côté, être déplacés dans la direction P2 et indépendamment par rapport à leurs supports intermédiaires respectifs 137a et 137b. A l'aide des dispositifs à ressort de compression 151 prévus respective- ment à chacun des supports intermédiaires et des porte-électrodes et à l'aide des indicateurs de course 150, également prévus entre les supports intermédiaires et les porte-électrodes, on peut mesurer la pression de contact F1,2 agissant sur les électrodes de soudage. La figure 6 représente une seconde variante de réalisation de la tête porte-électrode, plus particulièrement pour les électrodes de soudage de fentes, dans laquelle on n'a prévu sur la monture 123 qu'un seul support intermédiaire 137b. On voit également sur cette figure qu'un porteélectrode 153b est relié au support intermédiaire 137b de la même manière que sur les figures 1-5. Etant donné qu'il n'a pas été prévu de second support intermédiaire 137a dans le mode de réalisation de la figure 4, le second porte-électrode 153c est fixé directement sur la monture 123' de façon à pouvoir être déplacé dans la direc- tion P2. A l'aide du bouton de réglage 139' et de la tige filetée 141b, logée dans un manchon fileté 143b du support intermédiaire 137b, on peut déplacer le support intermédiaire dans la direction P3 par rapport à la monture 123'. La figure 8 représente un agencement analogue à celui de la figure 1, comportant deux bobines 119 et 121 et un noyau 125. Cette disposition peut être utilisée entre les porte-électrodes et les supports intermédiaires des figures 3-7 et sur les montures des figures 3, 6, 7. Les deux bobines 119 et 121 font partie d'un pont inductif qui comporte d'autres impédances fixes Z1 et Z 2 Ce pont est alimenté par une source alternative 160. La jonction entre les deux bobines 119 et 121 est reliée, à travers un dispositif d'enregistrement 163, à la jonction des deux impédances fixes Z1 et Z2. Au lieu d'alimenter le pont directement par une source alternative il est également possible, con- formément à la figure 9, comme il a été représenté par exemple sur la figure 3, d'appliquer le signal de sortie de la source alternative 160, à un enroule- ment primaire 155 qui le transmet, par induction, au pont comprenant les bobines 119, 121 et les impédances Z1 et Z2 ainsi que l'unité d'enregistrement 163. Dans ce cas, les deux bobines 119 et 121 coopèrent avec l'enroulement primaire pour former un transformateur différentiel. Dans les deux variantes de réalisation, l'unité d'enregistrement 163 délivre un signal qui indique l'es- pacement entre le noyau 125 et les deux bobines 119 et 121 et partant, du fait que les bobines, sont reliées d'une part à la monture ou au moins au support intermédiaire prévu, tandis que le noyau 125 est fixe à au moins un porte- électrode prévu, on obtient un signal de sortie qui indique la position rela- tive dans la direction P2, entre le cas échéant l'unique porte-électrode et la monture. La figure 10 montre la variation d'amplitude I (s) du signal de sortie U (s) de l'unité d'enregistrement 163 en fonction du déplacement s du noyau par rapport à la positionff0indiquée sur la figure 8.- La figure Il représente qualitativement, les variations de la phase 9 (s) du signal U (s). La détection de l'amplitude instantanée i (s) et du signe de la phase ' (s) du signal de sortie mentionné U (s), on obtient une indication sans équivoque de la position relative en question, comme l'indique la courbe en tirets de la figure 10. La figure 12 illustre, d'une part, la relation entre la force FK et la course s entre le porte-électrode et le support intermédiaire et par conséquent, la relation indirecte entre le porte-électrode et la monture et d'autre part, la relation directe entre le porte-électrode et ladite monture. Dans les deux cas, s correspond ainsi à la position-relative entre l'électrode et la monture. Lorsque l'électrode considérée est à sa position de repos en s, le détecteur de course inductif décrit,délivre un signal U. Lorsque, pendant le mouvement de la monture, l'électrode rencontre la pièce, cette électrode est levée avec son porte-électrode à l'incontre de la force du ressort de compression 95, selon la figurei. La force de réaction développée par le ressort 95 a l'allure de la courbe e de la figure 12, par exemple. On remarque que l'amplitude du signal de sortie de l'indicateur de course inductif diminue en direction du 0. De préférence, on règle le ressort de compression de façon quequand ltélectrode recule d'une distance s r, le ressort développe une force ou une pression de consigne FS 11 Ainsi, l'électrode est arrivée à sa position d'action lorsque, à la sortie de l'unité d'enregistrement 163 représentée sur la figure 8 ou 9, un signal de O apparaît comme signal U11 Ce signal de sortie peut ainsi, lorsque la caractéristique ou le module d'élasticité e du ressort est connu, être utilisé comme grandeur de réglage. Afin, lorsqu'en utilise différentes électrodes, de pouvoir tenir compte des différentes forces de consigne, soit on change les ressorts en même temps que les électrodes, soit on utilise dif- férentes têtes avec des ressorts correspondants. Ainsi, la connaissance de la courbe course/force, c'est-à-dire, du module d'élasticité des ressorts prévus dans les porte-électrodes décrits ci-dessus et la prévision de l'indicateur ou du détecteur de course décrit, permettent de prédéterminer, pour le réglage de la pression entre les électrodes et la pièce, un signal de consigne qui cor- respond à la course de consigne et partant à la pression de consigne, c'est-à- dire, qu'on peut comparer le signal de sortie de l'indicateur de course, en tant que grandeur de réglage, avec une valeur de consigne, laquelle valeur de con- signe correspond à la course de consigne et par conséquent à la pression de consigne. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage ou de support d'électrode, notamment pour appareils de soudage ou de brasage qui comprend un porte-électrode mobile verticalement par rapport à la zone d'action de l'électrode sur un coulisseau d'approche, un dispositif dynamométrique pour mesurer la force s'exerçant entre l'électrode et la pièce, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une tête pouvant être fixée de façon amovible sur le coulisseau et comprenant un-organe de montage (75, 123, 137a, b, c) et au moins un porte-électrode monté à mouvement par rapport à celui-ci (81, 153a, b, c) le dispositif dynamométrique (95, 107 - 123, 150) étant monté entre le porte-électrode et l'organe de mon- tage et/ou en ce que le dispositif manométrique comprend un organe à ressort (95) qui est interchangeable au moyen d'un élément d'appui (93) monté de façon amovible sur le porte-électrode ou sur l'organe de montage. 2. Dispositif de montage d'élettrode selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-électrcde est guidé sur l'organe de montage, en ligne droite, perpendiculairement (P2) par rapport à la zone d'action de l'électrode. 3. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication'2, caractérisé en ce que le dispositif dynamométrique comprend, un agencement à ressort (95) opérant entre le porte-électrode et l'organe de montage, ainsi qu'un indicateur de course inductif (107 - 123, 150). 4. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre l'organe de montage et le porte-électrode est monté, au moins un organe à ressort (97) pour supporter Plastiquement le poids du porte-électrode sur l'organe de montage. 5. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de montage comprend au moins un support intermédiaire (137a, 137b), sur lequel est monté un porte-électrode (153a, b), ledit support inter- médiaire étant réglable sur l'organe de montage parallèlement (P3) par rapport à la zone d'action de l'électrode, de préférence, par une translation linéaire. 6. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication 5, caractérisé en ce queentre le porte-électrode et le support intermédiaire, est monté un dispositif dynamométrique. 7. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication 5, caractérisé en ce quesur l'organe de montage sont prévus deux supports intermédiaires pouvant être déplacés respectivement suivant une direction parallèle (P3) à la zone d'action de l'électrode de manière symétrique au moyen d'un organe de réglage (139). 8. Dispositif de montage d'électrode selon la revendication 3, caractérisé en ce que le porte-électrode est guidé sur l'organe de montage au moyen d au moins un ensemble piston/cylindre et en ce que l'indicateur de course inductif, comprenant de préférence une bobine d'induction montée sur la paroi du cylindre et un noyau magnétique sur le piston est intégré dans celui-ci. le