Brevet FR2535994A1 — publié le 19840518

DISPOSITIF DE MAINTIEN DE BOULONS POUR BOULONS A SOUDER L'invention concerne un dispositif de maintien de boulons pour boulons à souder, qus pour être soudés sur une pièce d'oeuvre, sont maintenus entre au moins deux mâchoires de maintien, susceptibles d'être écartées l'une de l'autre du support de boulons. De tels supports de boulons sont en principe connus. Comme le courant nécessaire à la soudure passe par un tel dispositif de maintien de boulons, celui-ci doit présenter une bonne conductibilité électrique. Il est en conséquence classique de réaliser un tel dispositif de maintien de boulons en un matériau présentant une bonne conductibilité électrique, tel qu'un alliage de suivrez Comme, en outre, une bonne résistance à l'abrasion mécanique est souhaitable, il est également connu de réaliser un tel dispositif de support de boulons en un bronze au beryllium susceptible d'être trempé. Les supports de boulons connus ne sont toutefois pas encore conformes aux exigences imposées dans toutes les conditions de mi-se en oeuvre L'invention a pour but de créer un dispositif de maintien de boulons du type initialement mentionné, qui garantisse, pour un mode de fonctionnement sûr et pratiquement exempt d'entretien des durées de vie très élevées. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit que les surfaces de maintien des machoires de maintien du dispositif de maintien de boulons qui sont au contact d'un boulon positionné en vue de la soudure, sont constituées d'un matériau qui contient une proportion importante de tungstène. L'avantage essentiel susceptible d'être obtenu conformément à l'inventions est que de façon remarquable, de grands nombres de processus de soudure peuvent être effectués sans que le dispositif de maintien de boulons conformes à l'invention9 laisse apparaitre des traces d'usure. On peut avec le dispositif de maintien de-boulons conforme à l'invenD tion, atteindre des durées de vie qui dépasseat au moins largement les durées de vie connues jusqu'à maintenant. Le matériau utilisé conformément à lrinvention, dans la tête du dispositif de maintien de boulon, ne présente pas seulement une conductibilité électrique remarquable, mais présente simultanément aussi une dureté d'une importance telle qu'en dehors d'un fonctionnement irréprochable, des durées de vie très élevées peuvent également être obtenues, lorsqu'on traite des boulons à souder sur le fût desquels est prévu un profil présentant des zones de bordures à aretes vives, comme cela est fréquemment le cas. On obtient en outre, conformément à l'invention l'avantage remarquable que les souillures redoutées dans le cas des dispositifs connus de maintien de boulons n'interviennent pas ici, ces souillures provenant de ce que des matériaux projetés viennent se déposer, lors du processus de soudage, sur la tête du dispositif de maintien de boulons. Ces dépôts de matériaux sur la tgte d'un dispositif de maintien de boulons, entraînant, d'une part, ne dépense de nettoyage ou d'entretien à peine supportable et/ou aboutissent à ce que les dispositifs de maintien de boulons doivent être fréquemment remplacés. Dans le cas du dispositif de maintien de boulons conforme à l'invention, de telles souillures par dépôt de matériaux qui se trouvent projetés à partir de l'emplacement de soudure lors du processus de soudure, ntinterviennent pratiquement pas. Cet avantage remarquable est vraisemblablement dû au fait que le matériau utilisé conformément à l'inen- tion présente un point de fusion très élevé. Une forme de réalisation avantageuse de l'invention, prévoit que le matériau utilisé conformément à l'invention, est utilisé sur la tête du dispositif de maintien de boulons, aux emplacements que peuvent atteindre les particules de matériau projetées lors du processus de soudage. Dans la plupart des cas d'utilisation, il est toutefois suffisant que la disposition soit telle; que les surfaces de maintien soient constituées par un revêtement déposé respectivement sur les mâchoires de maintien. L'invention prévoit alors de préférence, que ce revêtement est brasé sur les mâchoires de maintien. Une forme de réalisation partir lièrement avantageuse du but de linvention se distingue en ce que le revêtement est constitué par une douille fendue dans les espaces intermédiaires entre les mâchoires de maintien individuelles. Selon une autre forme avantageuse de l'invention, il est prévu que, en égard à quatre mâchoires de maintien disposées équidistantes à la périphérie d'un cercle, une douille cylindrique cir culaire est disposée, en étant brasée, le long de la surface p#riphérique interne de la surface cylindrique constituée par les mâchoires de maintien, et l'ensemble des mâchoires de maintien est constitué par des machoires de maintien susceptibles d2dtre écartées lauze de l'autre grâce å des fentes en croix. Une autre réalisation avantageuse de l'invention se distinguo en ce que le matériau comportant une proportion importante de tungstène est un alliage de tungstène dans lequel la partie constituant principalement l'alliage est en tungstène, tandis qu'il y a respectivement quelques pourcents de cuivre et de nickel Il peut alors être prévu de préférence, que le matériau soit un matériau fritté. Une conformation de leobjet de l'invention particulièrement favorable du point de vue de la technique d'appareillage, prévoit que les surfaces de maintien sont disposées sur la surface périphérique interne d'un cylindre présentant un diamètre qui est au moins égal au diamètre que comporte, dans sa zone limitrophe des surfaces de maintien, une surface de guidage de boulons allant en se rétrécissant vers les surfaces de maintien, La disposition peut alors entre de préférence telle que, les surfaces de maintien soient disposées sur un diamètre légèrement supérieur à celui de la zone limitrophe des surfaces de maintien de la surface de guidage de boulons0 De cette façon, on peut garantir que mEme après une utilisation très longue, au cours de laquelle la surface de guidage des boulons a été soumise a une usure, les boulons à souder peuvent arriver dans leur position de soudage sans avoir à surmonter un seuil. Une forme de réalisation parti- culièrement avantageuse de l#objet de leinvention, prévoit que la surface de guidage de boulons se rétrécissant, comporte en direction du déplaoement du boulon, un rétrécissement progressi-:ement plus important. Il est alors, de préference, prévu que le rétrécissement en direction du déplacement du boulon, est~croissant depuis un angle de cone d'environ 20 dans la zone antérieure9 jusqutà un angle de cône d'ena viron 4o dans la zone arrière limitrophe des surfaces de maintien.Avec une disposition de ce type, on peut obtenir un progrès technique important, à savoir que les boulons à souder, sur leur trajet le long de la surface de guidage des boulons vers la position prévue pour le traitement, ont essentiellement à surmonter un effort important de frottement uniforme Plus un boulon à souder est éloigné de de serrage des måchoires de maintien, plus grand est le bras de levier avec lequel ces mâchoires de maintien sont écartées l'une de l'autre. En outre, la géomètrique du dispositif de maintien de boulons se modifie lorsque, pendant le parcours de la surface de guidage des boulons, les mâchoires sont progressivement écar tées l'une de l'autre.En t#enant compte de cette modification de géométrie et du bras de levier constamment croissant, un boulon à souder peut en conséquence, dans le cas de la conformation conforme à l'invention de la surface de guidage des boulons, parcourir cette surface de guidage en surmontant des efforts de frottement essentiellement constants. Conformément à l'invention la technique est avant tout améliorée en ce que, sur les surfaces de maintien du dispositif de maintien de boulons, une usure mécanique se manifeste à peine, et qu'en outre, on observe seulement aussi un échauffement et/ou des amorçages estraordinairement réduits, Si bien qu'au total, on peut encore obtenir de très bons résultats de soudage, dans le cas dune mise en oeuvre correcte, meme après une très longue utilisation. Un autre avantage important réside en ce qu'il ntintervient pratiquement aucun dépôt de particules de matériaux, projetées pendant le processus de soudage, sur le matériau prévu conformément à l'invention. L'invention sera décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins ci joints dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de maintien de boulons; la figure 2 est une coupe le long de la ligne Il-Il de la figure 1. i Conformément à la représentation sur les figures 1 et 2, un dispositif de maintien de boulons désigné dans sa totalité par 10 comporte quatre mâchoires de maintien 11, 12, 13, 14 disposées en quatre secteurs. Grâce à des fentes en croix 21 et 22 disposées dans des plans perpendiculaires l'un à l'autre le long de l'axe longitudinal médian du d-is- positif de maintien de boulons 10, quatre mâchoires de maintien 11, 12, 13, et 14 s'étendant à la façon de doigts, sont formées, en étant susceptibles autre écartées l'une de l'autre.Dans le cas de la repré sentation sur la figure 1, il apparaît que les mâchon res de maintien 11, 12, 13 et 14, s#nt respectivement fixées comme des poutres encastrées au voisinage d'une bride qui sert à monter le dispositif de maintien de boulons 10 dans un dispositif de soudage. Les mâchoiresde maintien 11, 12, 13 et 14 délimitent ensemble un espace creux façonné essentiellement en forme de cône, pour servir de guide aux boulons à souder. Ces boulons à souder sont introduits dans le dispositif de maintien de boulons 10, à partir du c8té de ce dispositif 10 comportant la bride 20, et il parcourt l'espace intérieur entre les mâchoires de maintien 11, 12, 13 et 14, la tette d'un boulon à souder glisse le long d'une surface de guidage de boulons 19 constituée par les faces interne des machoires de maintien Quand un boulon à souder est guidé conformément à la description ci-dessus, à travers espace interne entre les mâchoires de maintien 11, 12, 13, et 1-4 ces mâchoires de maintien sont écartées l'une de 19autre par la tete du boulon à souder et conservent ces positions écartées leune de l-'autre jusqu'à ce que la tette du boulon à souder sorte à l'extrémité antérieure du dispositif de maintien de boulon, c'est-à-dire, jusqu'à ce que le boulon à souder ait atteint sa position de soudage. Le fût du boulon à souder est alors entouré dans la partir antérieure du dispositif de maintien du boulon 10, par les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, et ceci de façon que le boulon à souder soit pincé entre les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, encore légèrement écartées élastiquement les unes des autres. Dans cette position de soudage, dans laquelle le fût d'un boulon à souder est pincé entre les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, et dans laquelle latete du boulon å souder fait saillie ausdelà du bord antérieur du dispositif de maintien de boulons 10, on enclenche le courant de soudure qui circule par l'intermédiaire du dispositif de maintien de boulons 10 et du boulon à souder vers la pièce d'oeuvre sur laquelle doit autre soudé le boulon. Il ressort des eplications ciç dessus, que ces surfaces de maintien 15, 16, 17 et et 189 avec lesquelles le fût du boulon à souder est en contact lors du processus de soudage, sont soumises à des contraintes mécaniques et électriques importantes. Les contraintes mécaniques résultent avant tout de ce que le fût d'un boulon à souder présente fréquemment un profil comportant sur sa périphérie des arêtes vives. Les surfaces de maintien 15, 16, 1, et 18 clairement visibles sur les figures 1 et 2, sont, conformément à l'inventions constituées d'une douille en un alliage de tungstène fritté, qui est tout d'abord brasée dans un évidement correspondant du dispositif de maintien de boulons 10, puis fendue selon les fentes 21 et 22.- Il reste alors les surfaces de maintien 15, 16s 17 et 18 clairement visibles sur la figure 2, qui sont respectivement brasées sur les mâchoires de maintien 11, 12, 13 et 14. Dans#Ïe cadre de l'invention, les surfaces de maintien qui sont constituées du matériau prévu conformément à l'invention, peuvent etre également collées sur les mfichoires de maintien ou bien être reliées à ces mâchoires par un dispositif à interpénétration de forme. Dtaprès les concepts de base de l'invention, il apparaît comme déterminant que les zones superficielles qui se trouvent en contact dans la tête du dispositif de maintien de boulons 10, avec le fût d'un boulon, pendant le processus de soudage, soient constituées du matériau prévu conformément à l'invention qui est, de préférence, un alliage de tungstène fritté. Dans le cadre de l'invention la totalité de la partie côté frontal du dispositif de maintien de boulons, peut également entre constituée du matériau à base de tungstène, Si bien que la zone superficielle constituée du matériau à base de tungstène est alors celle exposée aux risques de recevoir des particules projetées lors du processus de soudage On peut voir en outre sur la figure 1, que l'espace interne allant en se rétrécissant depuis la bride 20 vers les surfaces de maintien 15, 16 17 et 18, et qui est entouré de la surface de guidage de boulons 19, n'est tout d'abord que faiblement conique puis ensuite plus fortement conique.Au voisinage de la-bride 20, cet espace interne se rétrécit avec un angle de conne d'environ 20, et dans la zone de ltespace-interne limitrophe des surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, l'angle de cône est d'environ 0,4o Dans le cadre de l'invention, ce rétrécissement peut croître, soit de façon continue, soit par paliers.Lors du parcours d'un boulon à souder, c"est-à-dire pendant que la tete de ce boulon à souder écarte les unes des autres les mâchoires de maintien 11, 12, 13, 14 , le bras de levier du point d'application de l'effort croit cons tamment, il en résulte des conditions particulièrement favorables, pour les efforts de frottement et donc pour la dynamique de déplacement du boulon à souder, dans le cas du dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 1. Bien entendu, il peut également être prévu dans le cadre de l'invention, en stécars tant de ce qui est représenté sur les dessins, un nombre plus ou moins grand de mâchoires de maintien La forme géométrique dessurfaces de maintien tout comme la mise en place du matériau prévu conformément à l'inventions peuvent être adaptées aux circonstances d'un cas particulier grâce à des modifications correspondantes sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Dispositif de maintien pour boulons à souder, qui pour être soudés sur une pièce d'oeuvre, sont maintenus entre au moins deux mâchoires de maintien susceptibles d'être écartées l'une de l'autre, dispositif caractérisé en ce que les surfaces de maintien (159 16s 17s 18) des mâchoires de maintien (11, 12, 13, 14) du dispositif de maintien de boulons qui sont au contact d'un boulon positionné en vue de la soudure, sont constituées d'un matériau qui contient une proportion importante de tungstène. 2 Dispositif de maintien pour boulons selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de maintien (15, 16, 17, 18) sont consti tuées par un revêtement respectivement déposé sur les mâchoires de maintien (11, 12, 13, 14). 3 Dispositif de maintien de boulons selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement est brasé sur les mâchoires de maintien (11, 12S 13s 14).. 4 Dispositif de maintien de bou- lons selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le revêtement est constitué par une douille qui est fendue dans les espaces intermédiaires entre les mâchoires de maintien individuelles (11, 12, 13, 14). 5 Dispositif de maintien de boulons selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le cas de quatre mâchoires de maintien (11, 12, 13, 14) disposées équidistantes à la périphérie d'un cercle, une douille cylindrique circulaire est disposée, en étant brasée, le long de la surface périphérique interne de la surface cylindrique constituée par les mâchoires de maintien, tandis que ltensemble des mâchoires est constitué par des mâchoires de maintien (11, 12, 13, î4) susceptibles dgtre écartées l'une de l'autre grâce à des fentes en croix (21, 22). 6- Dispositif de maintien de bou lons selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau comportant une proportion importante de tungstène est un alliage de tungstène, tandis qu'il y a respectivement quelques pourcents de cuivre et de nickel. 7- Dispositif de maintien de boulons selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau est un matériau fritté. 8- Dispositif de maintien de boulons selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de maintien (15, 16, 17, 17, 18) sont disposées sur la surface périphérique interne d'un cylindre présentant un diamètre qui est au moins égal au diamètre que comporte, dans sa zone limitrophe des surfaces de maintien (15s 16 9 17 9 18), une surface de-guidage de boulons (19) allant en se rétrécissant vers les surfaces de maintien (15p 169 17s 18). 9- Dispositif de maintien de boulons selon la revendication 8, caractérisé en ce que les surfaces de maintien (159 169 179 18) sont disposées sur un diamètre légèrement supérieur à celui de la zone limitrophe des surfaces de maintien ( 50 16, 179 18) de la surface de guidage de boulons (19). 10- Dispositif de maintien de bou lons selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la surface de guidage de boulons se rétrécissant, comporte en direction du déplacement du boulon, un rétrécissement progressivement plus important. 11 Dispositif de maintien de boulons selon la revendication 10, caractérisé en ce que le rétrécissement en direction du déplacement du boulon, est prévu croissant depuis un angle de cône d'environ 20 dans la zone antérieure, jusqu'à un angle de cone d'environ 4o dans la zone arrière limitrophe des surfaces de maintien (159 169 170 18)