Brevet FR2589376A1 — publié le 19870507

Dispositif modulaire d'amenée d'un fil, notamment pour des chalumeaux de soudage La présente invention concerne un dispositif modulai- re d'amenée d'un fil, notamment pour amener un fil-élec- trode à des distances importantes dans des conditions diffi- ciles de soudage, qui est monté dans une poignée ou est disposé dans un module intermédiaire et qui peut être appliqué dans le domaine du soudage exécuté dans une atmosphère-de gaz protecteur. Un dispositif modulaire connu, de type planétaire, d'amenée de fil comporte un bloc d'amenée du fil qui est in- corporé dans un chalumeau muni d'une poignée (certificat d'au- teur n 24 442 déposé en Bulgarie). Le bloc d'amenée du fil, qui comprend un moteur électrique et une tête planétaire, est monté dans une canalisation d'amenée du courant et d'alimen- tation du gaz, qui est réalisée sous la forme d'une poignée. Les composants du système d'amenée du gaz et du système d'a- menée du courant, qui sont situés dans la poignée, sont cons- titués de trois éléments réunis par des raccords filetés qui sont enserrés et logés à l'intérieur d'un corps isolant. Les inconvénients de ce dispositif sont les suivants: - absence de refroidissement; c'est pourquoi ce dispositif ne peut pas fonctionner dans des conditions sévères de sou- dage (plus de 400 A),ni avec un fil-électrode de gros diamè- tre; - conditions réduites de soudage en raison de l'adhérence d'un nombre accru d'éclaboussures sur la buse d'amenée de gaz et de contact, et mauvaise transmission du courant de soudage; - structure complexe comprenant plusieurs pièces assemblées par des raccords de fixation; ceci entraîne une alimentation peu fiable du courant de soudage et du gaz protecteur; - dispositif mal adapté pour la fabrication, ce qui est un inconvénient pour la réalisation d'un système multi-modulaire en raison de la nécessité du démontage des différents compo- sants des systèmes de travail du moDdule en fonctionnement, ceci s'ac- compagnant d'une torsion du tuyau de soudage. Une buse connue d'eamenée de fil comporte un bloc d'ame- née du fil, disposé dans une poignée refroidie par eau (cata- logue de la Société dite Hulfteger" - Suisse). Le bloc d'ame- née du fil est d'un type classique et comporte un moteur logé dans la poignée et des galets d'avance du fil, tandis que la buse elle-même est du type "pistolet". Un inconvénient de ce dispositif réside dans le fait qu'il n'est pas compact, ne présente pas de dimensions glo- bales optimales et ne présente pas une commodité relative d'u- tilisation, ainsi que le fait qu'il est impossible d'établir des combinaisons multi-modulaires pour réaliser l'a- menée du fil-électrode sur de grandes distances en raison de l'utilisation du procédé classique d'amenée du fil et de la disposition du moteur transversalement par rapport au fil en- traîné. C'est pourquoi, un but général de la présente inven- tion est de développer un dispositif modulaire d'amenée de fil, qui soit plus simple, plus approprié du point de vue technologie, d'une conception compacte et d'un poids réduit, assure un refroidissement efficace et permette des conditions améliorées de soudage avec une bonne commutation du courant de soudage, étende les possibilités d'utilisation dans le cas du fonctionnement dans des conditions difficiles de soudage avec un filélectrode de gros diamètre, tout en permettant d'établir des combinaisons multi-modulaires pour réaliser l'a- menée du fil sur de grandes distances sans nécessiter le dé - montage ou le débranchement de ses systèmes d'alimentation en gaz, d'amenée d'eau, de conduction du courant et d'amenée de fil. Cet objectif est atteint conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif modulaire d'amenée du fil-électrode sur des distances importantes dans des conditions difficiles de soudage, du type comportant un bloc d'amenée du fil muni d'un moteur électrique et d'une tête planétaire d'amenée du fil, qui est incorporée dans un carter isolant, caractérisé en ce que sur le capot avant du moteur électrique se trouve fixé un corps de support réalisé d'un seul tenant, conducteur de l'élec- tricité et pouvant être refroidi, qui est constitué par une cana- lisation amenant le courant et véhiculant l'eau, une canalisation de sortie de l'eau et une canalisation d'alimentation en gaz, qui sont raccordées à une bride avant et à une bride arrière,en ce que sur le capot arrière du moteur électrique est montée une bride isolante qui est raccordée au système d'amenée du fil d'un tuyau de soudage, en ce que les surfaces extérieures de la bride avant, de la bride arrière et de la bride isolante sont réali- sées sous la forme de guide pour le carter isolant qui est cons- titué de deux parties munies d'ouvertures prévues de manière à permettre des manipulations sur la tête d'amenée du fil, et en ce qu'au-dessus des ouvertures, un capot protecteur est monté de manière amovible sur le carter isolant. Le dispositif modulaire d'amenée de fil conforme à l'in- vention peut être réalisé selon deux variantes, soit sous la forme d'un module intermédiaire, soit sous la forme d'un chalu- meau de soudage. Dans le cas du dispositif modulaire d'amenée de fil réalisé sous la forme d'un module intermédiaire, sur la face extérieure de la bride avant, est fixée rigidement une bride isolante intermédiaire, à laquelle sont fixées, de façon amo- vible, une buse de sortie d'amenée du fil, un raccord fileté d'amenée du courant et de l'eau, un embout d'accouplement de sortie de l'eau et un embout d'accouplement d'admission de gaz, pour un tuyau de soudage intermédiaire. Dans le dispositif modulaire d'amenée du fil réalisé sous la forme d'un chalumeau de soudage comportant une poi- gnée, à la face extérieure de la bride avant se trouvent fi- xée rigidement une canalisation conduisant le courant et vé- hiculant l'eau, une canalisation de sortie de l'eau et une canalisation d'admission du gaz et d'amenée du fil, qui se ter- minent en constituant la partie avant du chalumeau de soudage. Dans les deux variantes, la bride arrière est un élément formant radiateur et auquel se trouve fixé,d'une manière isolée, le bloc d'amenée de fil, tandis que l'espace libre entre le carter isolant et le corps de support réalisé d'un seul tenant, véhiculant le courant et pouvant être refroidi, est muni d'un système de refroidis- sement combiné qui est obtenu au moyen de l'eau de refroidis- sement et du gaz protecteur qui le traversent directement. Les avantages du dispositif conforme à l'invention sont les suivants: - il est possible aisément d'incorporer le dispositif dans des systèmes multimodulaires prévuspour l'amenée du fil-élec- trode sur des distances importantes (jusqu'à 16 mètres et plus) dans des conditions difficiles de soudage (intensité supé- rieure à 400 A) avec des fils-électrodes de gros diamètres; - des conditions de soudage considérablement améliorées, c'est- à-dire la durée de vie accrue de la buse de contact et d'ali- mentation en gaz ainsi que la commutation améliorée du cou- rant de soudage par suite de l'obtention de l'effet maximum de l'action de refroidissement combinée; - une masse réduite rapportée à une unité du courant de sou- dage; -unealimentation fiable du courant de soudage, du gaz protec- teur et de l'eau de refroidissement en raison de l'absence de raccords de fixation; - une souplesse d'utilisation accrue pour le fonctionnement avec des fils de soudage de tous diamètres et de tous types sans nécessiter le démontage du chalumeau ou du module inter- médiaire et sans aucune perturbation de l'alimentation en cou- rant et de l'étanchéité du système de refroidissement et du système d'amenée du gaz; - des caractéristiques ergonométriques élevées en ce qui con- cerne les dimensions globales, la masse et la commodité de fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après pri- se en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle et avec arrachement d'un dispositif modulaire d'amenée de fil réalisé sous la forme d'un chalumeau muni d'une poi- gnée; - la figure 2 est une vue en perspective du corps de support réalisé d'un seul tenant, véhiculant le courant et pouvant être refroidi, du chalumeau de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle, et avec arrachement, d'un dispositif modulaire d'amenée de fil réa- lisé sous la forme d'un module intermédiaire; et - la figure 4 est une vue en perspective du corps de support d'un seul tenant, véhiculant le courant et pouvant être refroidi, du module de la figure 3. Conformément aux figures 1 et 2, le dispositif modu- laire d'amenée du fil est agencé sous la forme d'un chalu- meau de soudage 1 muni d'un carter isolant 2, possédant exté- rieurement la forme d'une poignée et dans lequel sont incor- porés un bloc 3 d'amenée de fil et un corps de support 4 réalisé d'un seul tenant,véhiculant le courant et pouvant être refroi- di. Le bloc 3 d'amenée de fil comporte une tête planétaire d'amenée du fil et un moteur électrique 6 sur le capot avant duquel se trouve monté le corps 4. Ce corps lui-même comporte une bride avant 7, une bride arrière 8, une canali- sation 9 d'amenée du courant et de l'eau,munie d'un raccord fileté 10 pour le cable de soudage 11 refroidi par eau, une canalisation 12 de sortie de l'eau et une canalisation 13 d'ad- mission du gaz. La bride avant 7 est un collecteur et compor- te, sur sa face intérieure, un trou permettant la fixation amovible d'une buse de sortie 14 d'amenée du fil, tandis que sur sa face extérieure se trouvent soudées une canalisation avant 15 d'amenée du courant et de l'eau, une canalisation avant 16 de sortie de l'eau et une canalisa- tion 17 d'alimentation en gaz et d'amenée du fil, qui se ter- minentdans l'extrémité avant du chalumeau de soudage 1. La bri- de arrière 8 est un élément formant radiateur et auquel le bloc 3 d'amenée du fil est fixé de façon isolée. La bri- de isolante 18 prévue pour le système d'amenée de fil du tu- yau de soudage 20 est montée sur le capot arrière du moteur électrique 6. Le carter isolant 2 est constitué de deux élé- ments munis d'ouvertures 21 qui, dans la zone de la tête pla- nétaire 5 d'amenée du fil, sont fermées par un capot protec- teur coulissant 22. Conformément aux figures 3 et 4, le dispositif modu- laire d'amenée du fil est réalisé sous la forme d'un module intermédiaire et est constitué par les mêmes composants que dans la réalisation sous la forme d'un chalumeau muni d'une poignée, à cette différence près que sur la face extérieure de la bride avant 7 se trouvent fixées rigidement: une bride isolante intermédiaire 23 munie d'une ouverture permettant la fixation amovible de la buse de sortie 14 d'amenée du fil etd'un raccord fileté intermédiaire 24 pour un second système d'amenée du fil du tuyau de soudage intermédiaire 26; un raccord fileté 27 d'amenée du courant et de l'eau aboutissant à un tuyau de soudage intermédiaire 28; un embout 29 d'ac- couplement de sortie de l'eau et un embout 30 d'accouplement de l'admission du gaz. Dans les deux variantes du dispositif modulaire d'ame- née de fil, toutes les brides du corps de support 4 réalisé d'un seul tenant, amenant le courant et pouvant être refroidi, sont réalisées sous la forme de guides du carter isolant 2. Le mode de fonctionnement du dispositif modulaire d'amenée du fil,réalisé sous la forme d'un chalumeau muni d'une poi- gnée et comportantlesdifférents systèmes décrits précédemment, est le suivant. L'eau froide de refroidissement est envoyée par l'in- termédiaire du raccord fileté 10 et de la canalisation 9 d'a- menée du courant et de l'eau jusqu'à la bride avant 7; cette eau refroidit le corps 4 et l'eau partiellement utilisée (chauf- fée) traverse la canalisation avant 15 -d'amenée du courant et de l'eau pour aboutir à l'extrémité du chalumeau de sou- dage 1, refroidit ce dernier et revient par l'intermédiaire de la canalisation avant de sortie de l'eau 16 jusqu'au tuyau de soudage 20. Lorsque l'eau froide de refroidissement tra- verse le corps 4, elle refroidit également l'espace limité par le carter isolant 2, ce carter 2 lui-même et le moteur électrique 6. Cet effet de refroidissement est complété par l'écoulement du gaz protecteur à travers la canalisation d'a- menée de gaz 13, la bride avant 7 et la canalisation 17 d'ali- mentation en gaz et d'amenée du fil (figures 1 et 2). Le mode de fonctionnement des systèmes d'amenée de l'eau et du gaz du dispositif modulaire d'amenée du fil, réa- lisé sous la forme d'un module intermédiaire, est semblable, à cette seule différence près que l'eau de refroidissement et le gaz protecteur circule, en aval de la bride avant 7, en traversant le raccord fileté 27 véhiculant le courant et l'eau et l'embout 30 d'accouplement d'admission du gaz jus- qu'au tuyau de soudage intermédiaire 26, tandis que l'eau uti- lisée est ramenée par l'intermédiaire de l'embout 29 d'accou- plement de sortie de l'eau (figures 3 et 4). Les systèmes décrits d'amenée de l'eau et du gaz éva- cuent la chaleur de l'arc de soudage produit dans des condi- tions difficiles de soudage avec un fil-électrode de gros dia- mètre, ce qui permet de réaliser un refroidissement efficace de l'ensemble combiné du dispositif modulaire, tandis que la réduction efficace de la température à l'extrémité du chalu- meau 1 rend négligeable l'adhérence de gouttelettes de pro- jection. Conformément aux figures 1 et 2, le courant de souda- ge est envoyé par l'intermédiaire du raccord fileté 10 de la canalisation 9 véhiculant le courant et l'eau et par l'inter- médiaire du corps de support 4 réalisé d'un seul tenant, conduisant le courant et pouvant être refroidi, en direction de l'extré- mité du chalumeau de soudage 1, jusqu'à la zone de l'arc, tan- dis que le fil de soudage est amené jusqu'à la bride isolante 18, traverse le bloc 3 d'amenée du fil, la buse de sortie 14 d'amenée du fil montée de façon amovible dans la bride avant 7, et est amené jusqu'à la zone de l'arc en traversant l'ex- trémité du chalumeau de soudage 1. Conformément aux figures 3 et 4, le courant de souda- ge est appliqué au corps 4 de la même manière et est ensuite transmis jusqu'au câble de soudage intermédiaire 28 par l'in- termédiaire du raccord fileté 27 véhiculant le courant et l'eau, tandis que le fil de soudage est avancé, en aval de la buse de sortie 14 d'amenée du fil, monté de façon amovible dans la bride isolante intermédiaire 23, à travers le raccord fileté intermédiaire 24 pour aboutir à un second système 25 d'amenée du fil du tuyau de soudage intermédiaire 26. Le passage d'un nouveau fil-électrode ou le remplace- ment du dispositif par un ensemble combiné incluant plus d'un dispositif modulaire est réalisé ultérieurement sans aucun problème par l'intermédiaire des tuyaux de soudage intermé- diaires 26 de tous les dispositifs modulaires, jusqu'au cha- lumeau 1, les têtes respectives 5 d'amenée dufil étant ouvertes en vue des manipulations nécessaires moyennant un retrait du capot protecteur 22, sans aucune interruption de l'inté- grité et de l'étanchéité des systèmes d'introduction du gaz et de l'eau et du système de conduction du courant. REVENDICATIONS 1. Dispositif modulaire d'amenée d'un fil, notamment pour l'amenée d'un fil-électrode sur des distances importantes dans des conditions difficiles de soudage, du type comportant un bloc (3) d'amenée du fil muni d'un moteur électrique (6) et d'une tête planétaire (5) d'amenée du fil, qui est incorporée dans un carter isolant (2), caractérisé en ce que sur le capot avant du moteur électrique (6) se trouve fixé un corps de sup- port (4) réalisé d'un seul tenant, véhiculant le courant et pouvant être refroidi, qui est constitué par une canalisation (9) amenant le courant et véhiculant l'eau, une canalisation (12) de sortie de l'eau et une canalisation (13) d'alimentation en gaz, qui sont raccordées à une bride avant (7) et à une bride arrière (8), en ce que sur le capot arrière du moteur électrique (6) est montée une bride isolante (18) qui est raccordée au système (1.9) d'amenée du fil d'un tuyau de soudage (20), en ce que les surfaces extérieures de la bride avant (7), de la bride arrière (8) et de la bride iso- lante (18) sont réalisées sous la forme de guides pour le car- ter isolant (2) qui est constitué de deux parties munies d'ou- vertures (21) prévues de manière à permettre des manipulations sur la tête (5) d'amenée du fil, et ce qu'au-dessus des ouver- tures (21), un capot protecteur (22) est monté de manière amo- vible sur le carter isolant (2). 2. Dispositif modulaire d'amenée de fil selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la bride avant (7) est un collecteur auquel est fixée, de façon amovible, une buse de sortie (14) d'amenée du fil, tandis que la bride arrière (8) est un élément formant radiateur et auquel le bloc (3) d'amenée du fil est fixé de façon isolée. 3. Dispositif modulaire d'amenée de fil selon les re- vendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que sur la face extérieure de la bride avant (7) est fixée rigidement une bride isolante intermédiaire (23) à laquelle sont fixées, de façon amovible, une busedsortie (14)d'amedifil, un raccord fileté (27) d'amenée du courant et de l'eau, un embout (29) d'accouplement de sortie de l'eau, et un embout (30) d'ac- couplement d'admission de gaz (30), pour un tuyau de soudage intermédiaire (26). 4. Dispositif modulaire d'amenée du fil selon les re- vendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que sur la face extérieure de la bride avant (7) sont fixées rigidement une canalisation (15) conduisant le courant et véhiculant l'eau, une canalisation (16) de sortie de l'eau et une canalisation (17) d'admission du gaz et d'amenée du fil, qui se terminent en constituant la partie avant du chalumeau de soudage (1).