Brevet FR2531884A1 — publié le 19840224

i L'invention concerne une machine de soudage électrique par résistance de corps de boites, comportant des moyens perfectionnés pour calandrer la bande de métal et transporter les corps calandrés jusqu'au poste de soudage L'invention concerne plus particulièrement une machine de soudage électrique de corps de boites, dans laquelle les étapes de calandrage et de transport des corps de bottes présentent des caractéristiques cinémati- ques et fonctionnelles intéressantes qui permettent de simplifier dans une large mesure les caractéristiques mécaniques et électriques principales et de réduire les coûts de production à l'unité. Ainsi qu'il est bien connu, bien que les équi- pements de soudage électrique de corps de boîtes permettent d'obtenir des produits finals caractérisés par des sou- dures de la meilleure qualité, ils exigent des appareil- lages très complexes impliquant un coût de fonctionnement élevé De plus, le domaine d'utilisation des machines de soudage est limité à l'utilisation d'une matière première très précieuse, à savoir le fer blanc en tôle fine, ayant des caractéristiques physiques de résistance, de dureté, etc très uniformes. En considérant que, en raison de la longueur du trajet de transport jusqu'au poste de soudage, il faut une très grosse bobine pour l'enroulement secondaire du transformateur de puissance, impliquant une grande puis- sance installée, on peut aisément comprendre que les coûts de production ne peuvent être maintenus dans des limites optimales L'invention a donc pour objet principal une machine de soudage électrique par résistance de corps de bottes, dans laquelle la mise en oeuvre d'une technologie perfectionnée de calandrage et de transport entraîne une diminution sensible ou l'élimination des inconvénients possibles et l'adaptation de l'installation à l'utilisa- tion d'une matière première moins précieuse. A cet effet, il est prévu, conformément à l'invention, une machine de soudage électrique par résis- tance de corps de bottes, dans laquelle l'agencement cinématique des cylindres du groupe de calandrage à deux cylindres, d'une part, facilite l'établissement du plan de masse et, d'autre part, permet une commande avantageuse du cycle d'alimentation en tôle fine blanche, à la fin du calandrage, le corps de bottes étant stable et entraîné depuis l'extérieur à l'intérieur des glissières corres- pondantes. La mise en forme de la bande apparaît comme étant moins sujette aux caractéristiques limites de résis- tance et de plasticité de la matière première et il est donc possible de disposer avantageusement d'un appareil qui, jusqu'à présent, était limité à l'utilisation de tôle fine de fer blanc précieux, également pour le tra- vail de matériaux ayant des caractéristiques physiques moins uniformes, avec une diminution indéniable des co ts. De plus, la mise en oeuvre d'un transporteur plus court entre les postes de calandrage et de soudage tels que quatre postes comme c'est le cas dans la présente invention, permet de réduire avantageusement la largeur de l'enroulement secondaire du transformateur de puissance de la machine de sondage. Le corps de boîte est transporté, conformé- ment à l'invention, sur une glissière qui, à son tronçon extrême, est totalement réglée afin d'avoir une longueur à peu près égale à la hauteur de la plus grosse botte pou- vant être traitée dans l'installation de soudage De cette manière, il est possible de simplifier notablement la structure ou d'entraîner plus convenablement le corps de boîte jusqu'à la zone dans laquelle il est présenté aux molettes de soudage. L'invention permet également de simplifier davantage la machine de soudage par l'utilisation d'un dispositif plat de progression des boites par intermit- tence, adapté particulièrement aux cycles de travail de la machine pour le premier transport du poste de calan- drage à la glissière du transporteur, et à celles du système réalisant le second transport jusqu'au poste de soudage lui-même, à la place du dispositif utilisé jusqu'à ce jour. Enfin, l'utilisation de coulisseaux à mâchoires mobiles lors de l'opération de transport permet d'assurer, d'une manière simple et efficace, une superposition uni- forme et contrôlée des bords des boîtes comme cela est nécessaire pour obtenir un calibrage et-un-maintien satis- faisants de la zone de soudage. Les objectifs indiqués ci-dessus peuvent être obtenus de façon inattendue par la mise,en oeuvre du dis- positif fonctionnel d'une machine de soudage électrique par résistance présentant les solutions perfectionnées apportées aux étapes de calandrage et de transport, qui constituent les caractéristiques principales de l'inven- tion. L'invention a donc pour objet une machine de soudage électrique par résistance, convenant au soudage de corps de bottes, caractérisée en cequ'elle comporte a) des moyens de calandrage comprenant deux cylindres destinés à mettre en forme une bande de tale fine en fer blanc, revêtue et/ou préalablement déformée, qui sont inclinés de 5-30 par rapport au plan vertical de symétrie du corps de boîte formé et qui possèdent un cylindre inférieur situé à l'intérieur du cylindre formé par la botte;l - b) des moyens destinés à transporter le corps de botte formé jusqu'au poste de soudage final en lui faisant suivre un trajet passant par quatre postes com- prenant des postes de calandrage ( 1) et d'admission ( 4) aux molettes de soudage, le transport du corps de botte du poste ( 1) de calandrage au poste( 2)de transport s'effec- tuant à l'aide d'un premier transporteur à chaînes commandé par un premier dispositif parallèle plat de progression intermittente, à cames, le transport du poste ( 2), sur des moyens de glissement, jusqu'au poste ( 4), s'effectuant à l'aide d'un second transporteur à chaînes commandé par un second dispositif parallèle et plat de progression intermittente, à cames, les moyens-de glissement compre- nant un tunnel qui est défini par des mâchoires dont le diamètre est compris entre une valeur maximale, située à la sortie du poste ( 1) suivant le calandrage, à une valeur minimale située à une entrée du poste ( 4), fermées sur le dessus par une barre coulissante en forme de Z, jusqu'à des évidements opposés dont le premier et le dernier règlent les bords de corps de boîtes, tandis qu'ils sont transportés jusqu'au poste de soudage, et comprenant centralement un bras de soudage aboutissant à une molette inférieure du poste de soudage, la barre coulissante ayant, à son tour, dans là poste ( 4), un segment articulé réglable dont la longueur est à peu près égale à la hauteur de la plus grosse boite pouvant être travaillée dans la machine de soudage; c) des moyens d'alimentation en courant de soudage, caractérisés en ce que le conducteur connectant l'enroulement secondaire du transformateur de puissance et la barre supportant la molette inférieure de soudage est disposé en correspondance avec le poste de transport ( 2). Il convient de souligner (comme indiqué sur la figure 1 des dessins annexés décrits ci- après) que, à la suite de l'inclinaison du groupe de cylindres de calandrage, la configuration de la paire de cylindres du poste ( 1) de transport pour le calandrage et-la configu- ration de la paire de cylindres du poste (II) de déforma- tion préalable, ainsi que celle des coulisseaux de trans- port de la bande métallique, sont réalisées de manière que le plan de symétrie du groupe de cylindres du poste (I) soit incliné de 0-20 par rapport au plan vertical et que celui du groupe de rouleaux du poste (II) *soit incliné de 0-40 , de même que les coulisseaux formant la surface suivante de transport du poste (I) au poste (II) et de ce dernier jusqu'au poste de calandrage (poste I) tel que montré sur la figure 2 des dessins annexés. Comme-indiqué précédemment, les caractéristi- ques principales du système de calandrage selon l'inven- tion résident dans l'iinclinaison de 5-30 de la paire de cylindres de formage par rapport au plan vertical de symétrie du corps de la boîte En conséquence, on obtient un décalage des axes des cylindres, le cylindre supérieur étant avancé par rapport au plan vertical. Une telle configuration géométrique fournit l'un des avantages principaux de l'invention, à savoir le fait que le bord arrière du corps de la boîte, à la sortie des cylindres de calandrage, est maintenu "ferme- ment" au-delà de la ligne passant par les centres des cylindres et donc, au moment o le corps de la boîte est tiré vers le poste de transport suivant, il est libéré de l'obstacle constitué par le support d'appui du cylindre de calandrage inférieur, et il peut s'ajuster dans le coulisseau immédiatement adjacent. Une caractéristique supplémentaire de l'in- vention réside dans un système de transport ayant une longueur notablement réduite par rapport à celle des systèmes analogues utilisés dans les machines de soudage connues Ce système ne comprend que quatre postes succes- sifs * un poste de calandrage ( 1), deux postes de trans- port ( 2-3) et un poste d'admission ( 4) aux molettes de soudage. Ce raccourcissement du trajet de transport est rendu possible, conformément à l'invention, au moyen d'un dispositif bien connu dans des technologies simi- laires, mais qui n'a jamais été utilisé, évidemment, dans le soudage électrique par résistance de corps de boites, à savoir le dispositif dit à coulisseaux mobiles à mâchoi- res Comme indiqué précédemment, ces coulisseaux forment un tunnel d'entraînement de boites qui, en raison de sa "mobilité", peut prendre, pendant le cycle de travail, différents diamètres internes, de façon à fonctionner comme tunnel de sortie du poste ( 2), ayant un diamètre relativement élevé et, en variante, comme tunnel d'entrée du poste ( 4), ayant un plus faible diamètre, le diamètre interne étant réglé à la valeur nécessaire pour effectuer les étapes de calibrage et de maintien pendant le soudage, lorsque la superposition deos bords avant et arrière du corps cylindrique de la boîte est assurée. Dans la forme préférée de réalisation, le dispositif à mâchoires est commandé par un mécanisme à cames Des moyens effectuant un travail analogue, par exemple des actionneurs pneumatiques, hydrauliques ou électriques, peuvent également être utilisés Comme indi- qué précédemment, le transport du corps de la boîte est effectué au moyen d'un système de chaînes, de préférence deux chaînes tournant sur des roues dentées à axes hori- zontaux coïncidents, adaptées à effectuer la première étape de transport, et une paire analogue de chaînes adaptées à la seconde étape de transport, les deux paires de chaînes étant commandées par deux dispositifs de pro- gression à cames, parallèles, plans et différents. Le conducteur relié au bras de soudage est disposé en aval du poste 1 de calandrage, à savoir en correspondance avec le poste 2 de transport Le trajet très court conduisant à la molette inférieure de soudage permet de minimiser la largeur de l'enroulement secon- daire du transformateur de soudage, comprenant, à partir de l'électrode d'entrée, le bras portant la molette infé- rieure de oudage, la molette inférieure, les deux bords du corps de boites pendant le soudage, la molette supé- rieure, le bras portant la molette supérieure et l'élec- trode connectée au transformateur ou l'électrode de retour. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale longitu- dinale du système comprenant le poste de transport jusqu'au poste de calandrage (I), le poste (II) de pré-flexion, et le poste ( 1) de calandrage selon l'invention; la figure 2 est une coupe verticale détaillée de la paire de cylindres de formage du poste de calandrage ( 1); la figure 3 est une coupe verticale longitudi- nale du transporteur selon l'invention compris entre le poste 1 (calandrage) et le poste 4 (d'admission au soudage) les figures 4 et 5 sont des coupes verticales du coulisseau à mâchoires mobiles (poste 3) dans la posi- tion d'ouverture maximale (figure 4) et dans la position- d'ouverture minimale (figure 5) du tunnel d'entraînement; la figure 6 est une coupe verticale du premier système de transport selon l'invention; la figure 7 est une coupe verticale du second système de transport selon l'invention; et la figure 8 est une coupe verticale longitu- dinale de la glissière de transport dans la section finale ( 4). Si l'on se réfère en particulier aux dessins, on peut noter, sur la figure 1, que la tôle fine 1 de fer blanc est avancée vers le poste ( 1) de transport constitué de deux cylindres 6 et 7, puis entraînée le long des glissières 8, 9 vers le poste de pré-flexion (II) constitué des cylindres superposés 10, 11, auxquels les lames 12 et 13 de flexion sont reliées, respectivement, à l'entrée et à la sortie, et ensuite vers le poste de calandrage ( 1) (constitué des rouleaux superposés 2 et 3, voir également figure 2), dans lequel la bande 1, ayant subi une flexion supplémentaire sous l'action des lames 4 et 5, est mise dans la forme d'un corps de boîtes (A) dont le bord arrière ( 18 a) est maintenu fermement par les rouleaux 2 et 3, au-delà de leur génératrice de contact, et dont le bord avant ( 18 b) est bloqué sur le fond d'un évidement 17 présenté par la surface inférieure d'une glissière 16 Il convient de noter (figure 2) une carac - téristique importante, à savoir la position du cylindre inférieur 3 à l'intérieur du cylindre formé (A) et l'in- clinaison, essentielle, d'un angle a = 5-30 , du groupe de cylindres de calandrage par rapport au plan vertical de symétrie du cylindre formé (A) de la boite. On peut voir sur les dessins la configuration géométrique de l'ensemble dans lequel le groupe de cylin- dres de transport du poste (I) et le groupe de cylindres du poste de préflexion (II) sont inclinés, respectivement, de 0-20 et 0-40 par rapport au plan vertical, les glis- sières de transport 8, 9 et 16 étant inclinées de façon correspondante On peut noter sur la figure 1 la présence de cliquets 14 et 15 destinés à transporter le cylindre formé de la boîte vers le poste suivant de la machine. Le transport du cylindre de la boite est illustré sur la figure 3 o on peut noter le trajet du mouvement du cylindre 19 de la botte du poste de calan- drage ( 1) vers le poste ( 4) passant par les postes inter- médiaires 2 et 3, l'ensemble du transport ne s'effectuant que par quatre postes A partir du poste 1, sous l'action du cliquet 15, le cylindre 19 de la boîte, ayant la sec- tion 1 (représentée au bas de la figure) et entraîné par la première chaîne tournante ( 1 ') de transport, est avancé vers le poste 2 de transport, puis vers les autres postes, sous l'action du cliquet 29 entraîné par la seconde chaîne tournante (II') de transport Le cylindre de la botte peut présenter successivement les configura- tions, en section, indiquées de façon correspondante en 2, 3 a, 3 b et 4, à la partie inférieure de la figure 3, ce cylindre se déplaçant le long d'une glissière 30 en forme de Z (voir également figures 4 et 5) qui supporte un bras 22 aboutissant à la molette inférieure 25 de soudage. La glissière maintient, dans des évidements opposés, les bords avant et arrière du cylindre 19 de la boîte, qui, pendant le transport et sous l'action de coulisseaux à mâchoires mobiles, sont rapprochés l'un de l'autre pour prendre la configuration de la figure 4, dans laquelle ils sont superposés et prêts à être soudés. Sur la figure 3, on peut noter de nouveau la faible longueur du circuit formant l'enroulement secon- daire du transformateur 20 de soudage, par suite du court trajet detransport des corps calandrés jusqu'aux molettes de soudage et de l'agencement du conducteur connecté au bras 22 de soudage, en aval du-poste de calandrage L'en- roulement secondaire du transformateur 20 de soudage com- prend, en fait, le tronçon conducteur de sortie 21, l'électrode d'entrée 24, le bras 22 supportant la molette interne 25 de soudage, la molette interne elle-même, les bords se chevauchant du cylindre calandré dans le poste de soudage, la molette supérieure 26, le bras 27 suppor- tant cette molette supérieure, l'électrode 28 de connexionr et le tronçon conducteur 23 qui forme le retour au trans- formateur 20. Il convient de noter que le tronçon extrême réglable de la glissière 30 de support en forme de Z est réalisé de manière que sa longueur soit à peu près égale à la hauteur de la plus grosse boite à souder dans la machine. Cette caractéristique de l'invention apparaît plus clairement sur la figure 8 o ledit tronçon de la glissière 30, ayant une extrémité effilée dans la zone de soudage comprise entre les molettes 25 et 26, peut pivoter sur un axe 34 et est maintenu dans la position demandée par l'ensemble comprenant un dispositif à ressort 35 et un dispositif réglable à vis 36. Les coulisseaux à mâchoires mobiles sont repré- sentés sur les figures 4 et 5 dans leur position corres- pondant au poste 3 de la figure 3, respectivement, en configuration d'ouverture ou de fermeture Le coulisseau comprend une couronne de gàlets 32 logés dans des évide- ments 31 de corps (A") en forme de fourche, et tourillon- nant sur des broches a. Ces galets délimitent un espace cylindrique pouvant loger le bras 32 supportant la molette inférieure de soudage dont la surface inférieure rejoint la partie inférieure de la glissière 30 en forme de Z Cette glis- sière présente deux évidements latéraux opposés permettant aux bords avant et arrière 18 b et 18 a du cylindre de la boite, déplacés par les cliquets 29 qui sont entraînés par la seconde chaîne tournante (II), de glisser Ainsi qu'on peut le noter, les galets 32 forment un anneau qui est continuellement en contact avec la bande 1 Ces galets peuvent être rapprochés ou éloignés par une action de pinces exercée par les bras (B) et (C) de la mâchoire entraînée au moyen d'un arbre 33 agissant sur un élément excentrique 33 a, et l'équilibrage d'un ressort (D), afin que la dimension du corps cylindrique de la bande 1 puisse être réglée à des valeurs demandées. L'ensemble de la structure du premier dispositif (I') de transport à chaînes tournantes est illustré sur la figure 6 Une roue dentée 39 commandée par un moteur entra ne, par l'intermédiaire d'un arbre (B'), relié à un arbre (A'), du dispositif intermittent 37 et du dispo- sitif 36 de limitation de couple, la roue dentée tournante 40 reliée aux extrémités inférieures des cliquets 14 et qui déplacent le corps cylindrique de la bande 1 sur la glissière 30 en forme de Z du poste suivant. Sur la figure 7; on peut voir la structure analogue du second dispositif de transport (III) à chaînes tournantes dans lequel, au moyen d'une roue dentée 41, un arbre 42 est entraîné par un dispositif intermittent 43 par l'intermédiaire d'ti dispositif 44 de limitation de couple L'arbre 42 entraîne une roue dentée 45 qui, au moyen de la chaîne ( 1 V), commande le cliquet 29 conçu pour entraîner le corps cylindrique formé par la bande 1 le long de l'évidement de la glissière 30 en forme de Z. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. z 531884 REVENDICATIONS 1 Machine de soudage électrique par résis- tance convenant au soudage de corps de boîtes, caractérisée en ce qu'elle comporte: a) des moyens de calandrage comprenant deux cylindres ( 2, 3) destinés à mettre en forme une bande ( 1) de tôle fine de fer blanc revêtue et/ou préalablement fléchie, ces moyens de calandrage étant inclinés de 5- " par rapport au plan vertical de symétrie du corps de botte formé et le cylindre inférieur étant logé à l'inté- rieur du cylindre ( 19) de la boîte formée b) des moyens destinés à transformer le corps de boîte formé jusqu'à un poste final de soudage en sui- vant un trajet comprenant quatre postes, dont les postes de calandrage (I) et d'admission ( 4) à des molettes de soudage ( 25, 26), le transport du corps de boîte du poste de calandrage (I) au poste de transport ( 2) s'effectuant au moyen d'un premier transporteur à chaîne (I') commandé par un premier dispositif plat et parallèle ( 37) de progression intermittente à came, le transport du poste ( 2) s'effec- tuant sur des glissières jusqu'au poste ( 4) sous l'action d'un second transporteur à chaîne (II') commandé par un second dispositif plat et parallèle ( 43) de progression intermittente à came, lesdites glissières formant un tunnel qui est défini par des mâchoires ayant un diamètre allant d'une valeur maximale à la sortie du poste ( 1), suivant le calandrage, à une valeur minimale à l'entrée du poste ( 4), ce tunnel étant fermé à sa partie supérieure par une glissière ( 30) en forme de Z vers des évidements opposés dans lesquels les bords avant et arrière ( 18 b, 18 a) de la botte s'ajustent, pendant qu'ils sont transportés jusqu'au poste de soudage équipé centralement d'un bras ( 22) de soudage aboutissant à la molette inférieure ( 25) du poste de soudage, la glissière ayant à son tour, dans le poste ( 4), un segment articulé et réglable dont la longueur est à peu près égale à la hauteur de la plus grosse boîte pouvant être traitée dans la machine de soudage; c) des moyens destinés à alimenter en courant de soudage l'enroulement secondaire d'un transformateur ( 20) connecté, par un premier côté, au bras de la molette inférieure correspondant au poste ( 2) de transport et, par l'autre côté, à la molette supérieure du poste de soudage. 2 Machine de soudage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paire de cylindres ( 6, 7) du poste (I) de transport jusqu'au poste de calandrage et la paire de cylindres ( 10, 11) du poste de pré-flexion (II) sont inclinées de 0-20 et 0-40 , respectivement, par rapport au plan vertical de symétrie. 3 Machine de soudage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments de glissières entre les postes ( 1) et (II), et entre les postes (II)-et le poste de calandrage ( 1) ont des inclinaisons progressives correspondantes par rapport au plan horizontal. 4 Machine de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les pre- mier et second dispositifs de transport à chatne compren- nent des couples de chaînes tournant sur des roues dentées ( 39, 41) à axes horizontaux coïncidents, des cliquets ( 14, , 29) de transport, espacés régulièrement, étant fixés sur ces cha Xnes. 5 Machine de soudage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier dispositif de trans- port à chaînes est commandé par un dispositif ( 37) à mouve- ment intermittent à cames parallèles et plates, qui déter- mine les lois correspondantes de mouvement. 6 Machine de soudage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le second dispositif de trans- port à chaînes est commandé par un dispositif ( 43) à mou- vement intermittent progressif à cames parallèles et plates, qui établit le mouvement, l'avance est sa présentation sous les molettes de soudage. 7 Machine de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les mâchoires comprennent une couronne de galets ( 32) montés dans des éléments à fourche (A") portés par les mâchoires de manière à former un anneau autour du corps formé par la bande métallique, le mouvement de ces galets vers le corps formé et en sens opposé étant commandé par des cames agissant sur la surface intérieure des bras des mâchoires. 8 Machine de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la posi- tion du tronçon extrême de la glissière peut être réglée au moyen d'un dispositif ( 36) à vis et d'un dispositif ( 35) à ressort, ce-tronçon pouvant pivoter sur un axe ( 34) situé à l'extrémité opposée à celle des molettes de soudage. 9 Machine de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation en courant comprennent un conduc- teur alimentant en courant le bras de soudage et disposé en aval du poste de calandrage. Machine de soudage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le circuit de l'enroulement secondaire d'alimentation comprend une électrode d'entrée ( 24) reliée au bras supportant la molette inférieure dans le poste de transport, le bras ( 22) supportant la molette inférieure de soudage, cette molette inférieure ( 25), les bords se chevauchant du cylindre de la boîte, la molette supérieure ( 26), le bras,( 27) supportant la molette supé- rieure et une électrode ( 28) reliée par une connexion ( 23) au transformateur. 11, Machine de soudage électrique par résis- tance destinée à des corps de boîtes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens perfectionnés de calandrage d'une bande de métal et de transport des corps calandrés jusqu'à un poste de soudage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.