Brevet FR2520710A1 — publié le 19830805

Dispositif pour l'amenée d'un fil métallique d'une bobine à un point d'utilisation. L'invention concerne un dispositif pour l'amenée d'un fil métallique, provenant d'une bobine, à un point d'utilisation, avec un dispositif de guidage du fil métallique en forme d'arc de cercle. s Si un fil métallique est prélevé à partir d'une bobine et amené à un poste d'utilisation, l'extrémité du fil métallique est soumise par suite de la tension imprimée audit fil métal- lique à des mouvements incontrôlés Ceci se révèle désavanta - geux en particulier lors du soudage. Au cours du soudage à l'arc automatique ou semi-automatique, il est d'usage de maintenir à force le fil d'apport enroulé sur une bobine L'amenée du fil d'apport au poste de soudage se fait par des contraintes exercées sur le fil métallique au moyen d'appareils dresseurs dont les formes et les modes de réalisation sont extrêmement variés, et aussi au moyen de guides en forme de tube ou de tuyau qui se terminent toujours par une pièce de guidage métallique à alésage rectiligne, dans laquelle le fil métallique est conduit au point de soudage. Dans ce cas, des contraintes sont constamment exercées sur le fil d'apport. La valeur voire la qualité d'un cordon de soudure réalisé automatiquement dépend nettement de la précision de l'amenée du fil d'apport à l'arc électrique Les critères de cette précision sont 1) la quantité de métal d'apport amené par unité de temps et 2) le lieu géométrique de la fusion du fil d'apport, par rapport à l'arc électrique On satisfait plus ou moins bien au critère 1, dans toutes les installations con- nues, en réglant à la main la vitesse d'avancement du fil d'ap- port, ceci toutefois en fonction du critère 2, l'emplacement de fusion du fil d'apport se trouvant habituellement à l'extré- mité du fil. Pour satisfaire au critère 2, il est connu de façonner le fil d'apport enroulé dans une cage ou en rouleau au moyen d'appa- reils dresseurs de façon que le fil d'apport se rapproche d'une tige droite idéale Mais, comme les fils d'apport pré- sentent des propriétés élastiques plus ou moins marquées en fonction de la matière et du procédé de fabrication, il est nécessaire, pour le dressage, de prévoir un appareillage coû- teux qui, par suite des forces à exercer, est dimensionné lar- gement et n'est dès lors utilisable en règle générale que pour des machines fixes Dans les petites machines telles que les ap- pareils à souder à déplacement orbital portatifs, il faut re- noncer généralement au dressage Le fil d'apport avance alors jusqu'à l'arc électrique en passant par un système de guidage en forme de tube ou de tuyau Par suite des propriétés élasti- ques du fil métallique et des contraintes exercées sur celui-ci, il se produit une déformation incontrôlée (dite en "queue de cochon") du fil métallique sortant du guide-fil Dès lors, dans les petits appareils à souder à mouvement orbital, il ne peut être satisfait au critère 2 que par observation et correction de la position du fil d'apport sortant par l'utilisateur La qualité du fil d'apport sortant du guide métallique dépend de l'attention et du soin de l'utilisateur au cours du travail. Par le brevet DE-PS 10 70 309, on connaît un rouleau de fil d'apport destiné au soudage à l'arc automatique avec plu- sieurs électrodes en fil métallique branchées électriquement en parallèle et se déroulant parallèlement On relâche les tensions internes des fils unitaires avant l'enroulement et ils sont enroulés côte à côte à l'état précourbé selon leur cour- bure d'enroulement ou ils sont enroulés sur une bobine dont le diamètre est plus petit que le rouleau de fil à fabriquer, après quoi on laisse finalement se détendre le rouleau de fil enroulé On doit obtenir par là un déroulement régulier et exempt de perturbations du rouleau Si on introduit un rouleau de fil d'apport de ce type dans des appareils à souder à l'arc travaillant automatiquement ou semi-automatiquement, les forces mentionnées ci-dessus sont exercées par les dispositifs usuels pour assurer l'amenée du fil d'apport de sorte qu'en dépit du fait que le fil d'apport soit enroulé à l'état détendu, les déplacements incontrôlés précités de l'extrémité du fil d'ap- port apparaissent à la sortie du dispositif d'amenée du fil. Le brevet DE-PS 94 75 04 décrit un dévidoir de fil d'apport pour des appareils automatiques de soudage à l'arc, dans lequel le fil d'apport n'est pas prélevé de l'extérieur, mais bien de l'intérieur Ceci doit faciliter le prélèvement. Par le brevet DE-PS 96 84 96, on connaît une tête de soudage pour des appareils automatiques de soudage à l'arc faisant usa- ge d'un fil d'apport déroulé à partir d'un dévidoir Dans cette tête de soudage, le fil de soudage est guidé en étant contraint en arc de cercle, tout en maintenant sa tension élastique obte- nue par l'enroulement Un dispositif d'avance amène le fil à souder au point de soudage par l'intermédiaire d'une embouchure. Dans les deux dispositifs connus (brevets DE-PS 94 75 04 et DE-PS 96 84 96), on n'a prévu aucune mesure pour éliminer le déplacement incontrôlé désavantageux de l'extrémité du fil d'apport résultant des forces de tension imposées à celui-ci dans la zone de l'arc électrique. Le but de la présente invention consiste donc à réaliser un dispositif amélioré pour l'amenée d'un fil d'apport à partir d'une bobine, qui supprime les inconvénients mentionnés plus haut, par exemple, dans les appareils à souder. Ce but est atteint, en ce sens que le fil métallique est guidé dans le dispositif de guidage du fil sous un rayon de courbure égal à celui du ressort cylindrique formé à l'état détendu par le fil métallique enroulé sous forme cylindrique. Grâce à la conception de l'invention, le fil est amené sans être soumis à des forces dé dressage au point d'utilisation non pas selon une droite ou selon un tracé oscillant autour d'une droite, mais en suivant le tracé d'une courbe définie En rai- son du nouveau guidage dudit fil métallique il ne se produit plus aucune déformation permanente du fil qui se met sous la forme d'un ressort cylindrique Grâce au dispositif conforme à l'invention, le fil est amené à l'état exempt de forces de dressage, selon une courbe qui lui est propre, jusqu'au point d'utilisation Le déplacement incontrôlé de l'extrémité du fil, connu comme effet de "queue de cochon" mentionné ci- dessus, ne peut plus se produire Le dispositif conforme à l'invention est utilisable très avantageusement dans des appareils de sou- dage à l'arc, en particulier dans les petits appareils à souder à mouvement orbital, car les corrections de la position de l'extrémité du fil d'apport sortant, nécessaires jusqu'ici en raison de l'effet de "queue de cochon", ne sont plus indispen- sables D'autres caractéristiques avantageuses et préférentielles de l'objet de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion ci-après. L'invention est à présent décrite en détail ci-après à l'aide des dessins ci-annexés qui représentent un exemple de réalisa- tion et dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif conforme à l'invention pour l'amenée d'un fil métal- lique d'une bobine à un poste d'utilisation et la figure 2 est une vue du dispositif par II-II de figure 1, partie en coupe. Les pièces identiques des figures sont désignées par les mêmes références. La figure 1 représente une bobine de fil métallique 2 qui com- prend un espace 8 pour l'enroulement du fil entre un boîtier de bobine circulaire 4 ayant la forme d'un gobelet ou d'un bol et un noyau d'enroulement de la bobine 6 Sur ce noyau d'enroulement de la bobine 6, est enroulé un fil métallique 10 sous la forme d'un rouleau Sur le boîtier de bobine 4 est disposé un tube 12 de guidage du fil s'écartant sensiblement tangentiellement, lequel peut être conçu en une seule et même pièce avec le boîtier de bobine et déboucher dans l'espace 8 pour l'enroulement du fil par un orifice 14 dans le bottier de bobine Le tube de guidage 12 est légèrement cintré. Une embouchure 16 pour le fil, laquelle comporte un conduit - de guidage courbe tubulaire 17, se raccorde au tube de guidage 12 L'embouchure est réalisée ici par un tube courbe L'embou- chure 16, par l'intermédiaire de laquelle le fil 10 (par exem- ple, le fil d'apport) peut être amené à un point d'utilisation 18 (par exemple, un endroit à souder ou un point de fusion), est fixée de manière amovible ou solidarisée avec le tube de guidage 12 L'embouchure 16 en métal a la forme d'un arc de cercle et a un rayon de courbure r correspondant à celui du fil métallique déroulé à l'état libre et formant un ressort cylindrique Le tube de guidage 12 est pourvu d'un conduit de guidage 19 dont le diamètre interne diminue, en partant de l'orifice 14, uniformément jusqu'au diamètre interne du con- duit de guidage 17 de l'embouchure à l'extrémité du conduit de guidage Mais le conduit de guidage 19 peut aussi présenter, sur la totalité de sa longueur, un diamètre interne constant. Une bande élastique sans fin 20, entraînée par les rouleaux d'entraînement 21 mise en appui par ceux-ci contre le fil métallique 10 se trouvant sur le noyau d'enroulement 6 et rame- née à l'extérieur sur des rouleaux 23, se déplace dans la même direction que le fil 10 lors de son dévidage. La référence 22, désigne (voir figure 2) une prise destinée à la commande de bobine pour l'avancement du fil métallique 10. Le fil métallique est enroulé en une ou plusieurs couches sur le noyau d'enroulement 6. Comme on peut le voir à la figure 2, le diamètre extérieur du noyau d'enroulement 6 de la bobine cylindrique est plus grand (de préférence d'environ 2 à 5 %) que le diamètre intérieur du ressort cylindrique formé par le fil métallique déroulé à l'état libre. Grâce au dispositif ci-dessus décrit, le fil 10 est amené, sans passer par un dispositif de dressage, à l'intérieur d'un dispositif de guidage tubulaire 12, 16 jusqu'au point d'utili- sation 18, de sorte qu'aucune déformation permanente du fil métallique 10 formant le ressort cylindrique ne se produit A l'extrémité de l'embouchure tubulaire 16, le fil métallique sort à l'état exempt de force de dressage sous une courbure qui lui est propre, et atteint, avec cette courbe, le point d'utilisation ou l'emplacement d'utilisation 18 ou l'emplace- ment de la soudure effectuée par l'électrode lorsque le fil métallique est un fil d'apport pour un appareil de soudage à l'arc Les déplacements incontrôlés de l'extrémité du fil métal- lique ou du fil d'apport sortant du dispositif de guidage, men- tionnés ci-dessus et connus comme effet de "queue de cochon", ne se manifestent plus. 1 7 De préférence, la quantité de fil métallique enroulée est adaptée chaque fois à un nombre prédéterminé d'opérations (soudures). Le dispositif décrit ci-dessus convient pour tous les fils métalliques enroulés sur une bobine. Revendications 1 Dispositif pour l'amenée d'un fil m Tétalliq'ue, pro'venaflt d'une bobine, à un point d'ut lîsation et ccojmprenant un dis- positif de guidage du fil métallique en forme d'arc de cercle, caractérisé en ce que le f il muétallique ( 1 D) est -guïd dans 11 * dispositif de guidage du fil méta Illique (( 12, i 6 ') sous = ay de couxrbure r égal au rayon de couarbure du ressort c 7 idrique for" a l'état tm" ar le fil Bêtali Lige emrcmle s"us f ouu l@ 2 i sei Lcoi la& E catiixn 1 cartrsé eu ce qoe le diisi Dsit Jif d-e qz Li Aage du f il pzúsentr- e ( 1 Q UM Prtat mmu codult de 'guidage mbubuira-ae (h" oub donut le rayoin de v=xhmm est égail au rag deiii de bure r 3 Di-spositif se I LmmUj qu-welc des reedcaim et 2,, ca ractérisé oen ce que le disposiltif de qu Idaqe du fil 'cnm Wme Tn un tube de guidage boltiler de bobine (( 4) et qui est rellie à l 'embouchure aÂ 6- 4 Dispositiîf selon la re'venaioat Ion 3 ', caractérisé en ce que le tube de guidage ( 12 cîepr-exd un con- duit de guidage ( 19) courbé dans la direction -de la cou-zbure du fil métallique. Dispositif selon llune quelconque des revendications et 41, caractérisé en ce que la courbure du conduit de guidage (( 19) se transforme progressivement en croissant constanurent eim la courbure du conduit de guidage tubulaire ( 17) de lewbouchure ( 16). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendîcations 2 à S, caractérisé en ce que le diamètre interne du conduit de guidaîge ( 19) du tube de guidage ( 12) diminue uniforménment à partir d(e 1 'orifice ( 14) du boîtier de bobine ( 4), jusqu'au diamètre interne du conduit de guidage ( 17) de l'embouchure ( 16) à l'ex- trémité du tube de guidage ( 12). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le diamètre interne du conduit de guidage ( 17) de l'embouchure ( 16) est constant sur toute la longueur de ce conduit de guidage. 8 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embouchure ( 16) est reliée de manière amovible au tube de guidage ( 12). 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre externe du noyau d'enroule- ment ( 6) de la bobine cylindrique est plus grand que le dia- mètre interne du ressort cylindrique formé par le fil métalli- que enroulé ( 10) à l'état détendu. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre externe du noyau d'enroulement ( 6) de la bobine cylindrique est supérieur d'environ 2 à 5 % au diamètre interne du ressort cylindrique formé par le fil métal- lique enroulé ( 10) à l'état détendu. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et à 8, caractérisé en ce que l'embouchure ( 16) est constituée par une pièce tubulaire courbée dont l'âxne du tube présente un rayon de courbure correspondant au rayon de courbure r du ressort cylin- drique formé par le fil métallique ( 10) à l'état détendu. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1, 9 et 10, caractérisé en ce que le fil métallique ( 10), enroulé sur le noyau d'enroulement ( 6) de la bobine cylindrique, est pressé contre ledit noyau d'enroulement ( 6) par une bande élastique sans fin ( 20) dont la largeur est égale à la hauteur du noyau d'enroulement ( 6), et en ce que la bande ( 20) est déplacée par des rouleaux d'entral- nement { 21 > sur le fil métallique enroulé ( 10), en glissant dans la direction du dévidage du fil métallique, lors de la rotation du noyau d'enroulement ( 6) de la bobine. 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 12, caractérisé en ce que le fil métallique est un fil d'apport pour un appareil de soudage à l'arc. e