Brevet FR2600008A2 — publié le 19871218

FR 2600008 A2 19871218 FR 8608822 A 19860616 La Déposante a décrit au Brevet Principal un procédé et un dispositif pour le contrôle du temps de soudage d'un raccord électrosoudable avec deux tubes à assembler en matière thermoplastique, par captage des variations de l'une des propriétés intrinsèques de la matière à souder, liées à son ramollissement et résultant de sa température, de manière que; au moment où la soudure est achevée, la valeur correspondante de cette propriété soit utilisée comme information transmise par le capteur pour commander la coupure du courant de soudage. Dans la pratique, la propriété dont les variations sont les plus nettes et par suite les plus sensibles et commodes à capter est le volume de la matière, l'information transmise étant alors le degré de dilatation de la matière correspondant à la durée optimale pendant laquelle la matière a été ramollie en vue de son soudage. Le Brevet Principal a mentionné en particulier un moyen pour capter ces variations de volume, ce moyen étant un microinterrupteur placé dans un puit dans lequel s'élève la matière en fusion, au niveau correspondant à ladite variation optimale. Le présent Certificat d'Addition vise d'autres systèmes de mesure des mêmes variations de volume, leur captage s'effectuant également dans un puits d'expansion de la matière en fusion. Selon l'invention, un premier système consiste en un couple émetteur-écepteur de lumière dont le signal binaire est inversé (présence/absence) par l'arrivée de matière, sous l'effet de sa dilatation. Un tel couple peut être disposé de part et d'autre d'une zone dans laquelle parvient la matière dilatée, ou bien aux deux extrémités d'un trajet optique comportant au moins une réflexion totale qui disparait à l'arrivée de la matière sur le-point de réflexion. Un autre système selon l'invention consiste à capter la pression exercée par la matière en expansion thermique sur une jauge de contrainte. Un autre système selon l'invention consiste à utiliser un capteur à effet capacitif ou inductif révélant par simple contact la présence de la matière quand celle-ci atteint le volume prévu. On notera que tous les capteurs utilisés dans les systèmes ci-déssus existent dans le commerce. Leur signal de sortie est transformé électroniquement de façon connue en un signal binaire suffisamment puissant pour commander la coupure du courant. On va illustrer ci-après certains de ces différents systèmes en se référant au dessin annexé sur lequel La figure 1 représente schématiquement un capteur optique à faisceau direct et, La figure 2 représente un capteur optique à faisceau réfléchi. Si l'on se reporte tout d'abord à la figure 1, on y a représenté partiellement et schématiquement un manchon 1 dans la paroi duquel est noyé un enroulement électrique 2, alimenté å chacune de ces extrémités par une broche 3 destinée à être connectée à la source de courant électrique. Selon l'invention, un puits vertical 4 est ménagé radialement à la surface externe du manchon 2, ses parois étant transparentes, et la partie interne étant creuse. De chaque côté de ce puits vertical sont disposés un émetteur-optique 5 et un récepteur-optique 6. réunis par des connecteurs 7 à un système électronique capable de détecter s'il y a ou non transmission du faisceau lumineux émis par 5 jusqu'au récepteur 6. Quand ce signal lumineux traverse les parois transparentes du puits 4 à l'intérieur duquel il n'y a que de l'air, les connecteurs 7 indiquent par leur signal l'absence de matière à l'intérieur du puits 4. Quand, sous l'effet de l'échauffement provoqué par l'enroulement 2, la matière du manchon 1 se ramollit et se dilate, cette matière s'élève dans le puits 4 et, quand elle atteint un niveau suffisant, elle intercepte le faisceau lumineux émis de 5 vers 6. Les connecteurs 7 détectént alors la présence de matière, de sorte que le signal recueilli est l'inverse du signal quand il n'y a pas de matière. C'est cette différence entre absence et présence de matière qui est utilisée pour commander, après amplification électronique, le système d'alimentation en courant de l'enroulement 2. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on voit que, de la même manière, un puits 8 est ménagé radialement sur la face externe du manchon 1, de manière que la matière de ce manchon, échauffée par l'enroulement 2, se ramollisse et se dilate à l'intérieur de ce puits 8. Dans ce puits 8 est logé un prisme à réflexion totale 9, de préférence en matière thermo-plastique transparente, par exemple en polycarbonate, matériau relativement peu sensible aux températures intervenant dans le processus. A l'extérieur de ce prisme sont montés un émetteur lumineux 10 et un récepteur lumineux 11, l'émetteur 10 envoyant un faisceau vers la face inférieure du prisme 9, ce faisceau se réfléchissant doublement, une première fois au point 12, une seconde fois au point 13, pour revenir sur le récepteur 11. De la même manière que sur la figure 1, le couple 10-11 est connecté par 7 à un système d'analyse des signaux reçus. Quand le puits 8 n'est remplit que d'air, le faisceau lumineux suit donc le trajet 10-12-13-11, de sorte que le détecteur analyse le signal comme ne révélant pas la présence de matière dans le puits 8. Quand, sous l'effet de l'échauffement, la matière du manchon 1 s'élève dans le puits 8 et vient au contact des deux faces du prisme 9, le changement du coefficient de réfraction au contact des parois du prisme est tel que la lumière est absorbée par la matière du manchon 1, de sorte qu'il n'y a plus réflexion en 12 et en 13. Le faisceau provenant de l'émetteur 10 ne parvient donc plus au récepteur 11, de sorte que le détecteur alimenté par les connecteurs 7 analyse le signal comme révélant la présence de la matière dans le puits 8, ce qui indique que le soudage est achevé, et commande alors l'arrêt de l'alimentation de l'enroulement 2 On constate ainsi que dans les deux cas, la variation du volume de la matière du raccord a été captée par un système optique qui lui-même a commandé l'arrêt de l'alimentation de l'enroulement d'un réchauffement du manchon 1. L'invention porte, comme il a été indiqué précédemment, sur des moyens électroniques de détection des variations du volume du manchon 1. Dans le premier système envisagé, un capteur de pression du type "jauge de contrainte" (strain gauge), placé à la surface inférieur du capteur placé dans un puits tel que 4 ou 8, lie la pression résultant de l'expansion de la matière dans ce puits. Cette pression est suffisamment élevée en fin de soudage, de l'ordre d'environ 1 Bar,pour qu'elle soit détectée par cette jauge, et analysée comme révélant la présence de la matière expansée dans le puits, c'est-à-dire indiquant que le temps de soudage voulu s'est écoulé. De même, au lieu d'une pression, la simple présence de la matière peut être captée, par un capteur dit de présence, à effet capacitif ou inductif, donnant un signal électronique différent selon que sa surface est en contact avec l'air, avant le soudage, ou avec la matière, quand celle-ci, par extension, est montée dans le puits où est placé le capteur. Dans ce cas également, le signal transmis par le capteur est utilisé pour commander l'arrêt de l'alimentation de l'enroulement 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication 4 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il consiste en un couple émetteur-récepteur de lumière, placé dans un puits dans lequel vient s'expanser la matière du manchon en cours de soudage, le signal binaire émis par ce couple étant inversé par l'arrivée de la matière sous l'effet de cette expansion, et déclenchant l'arrêt de l'alimentation de l'enroulement électrique de soudage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un puits destiné à être rempli par'la matière dilatée, et de part et d'autre duquel sont disposés l'émetteur et les récepteurs de lumière. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un prisme à double réflexion totale, l'arrivée de la matière au contact de ce prisme faisant cesser cette réflexion, et interrompant ainsi le faisceau lumineux entre l'émetteur et le récepteur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est un capteur de pression, transformant la pression exercée par la matière au moment de son expansion en un signal utilisé pour commander l'arrêt de l'alimentation en courant de soudage. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur à effet capacitif ou inductif, révélant par simple contact la présence de la matière quand celle-ci a atteint le volume correspondant à la fin du soudage.