Brevet FR2637520A1 — publié le 19900413

La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau un fer à souder qui permet par sa seule capacité et sans apport extérieur (Baguette de soudure - Décapant liquide), hormis l'énergie électrique, d'effectuer instantanément et en serie, des soudures dites à l'étain, de composants électroniques et de conducteurs électriques. Cette pratique étant utilisée dans plusieurs branches industrielles, en particulier, et d'une manière relativement intensive, dans tous les secteurs traitant de l'électronique (Assemblages de composants électroniques - Chaînes de montage de télévision - Magnétoscopes et autres téléphones) Actuellement l'éxécution d'une excellente soudure nécessite au préalable, un "badigeonnage" de l'endroit à souder, avec un décapant liquide appelé FLUX. Puis ensuite, de saisir d'une main le fer à souder actuel (Uniquement producteur et transmetteur de chaleur) et de l'autre main, la baguette de soudure (Plomb 60% - Etain 40%). La conjonction de ces trois éléments permet alors d'obtenir une soudure de qualité. Le fer à souder objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comporte deux réservoirs, l'un pour le FLUX, l'autre pour la SOUDURE liquéfiée. Liquéfaction obtenue par chauffage de la partie inférieure du réservoir, de son robinet et de la pane, par une résistance électrique comparable à celle équipant les fers à souder actuels. Ces deux réservoirs sont mis sous pression par l'intermédiaire de leur piston respectif actionnés eux memes par ressorts préalablement comprimés. Les pressions pouvant être modifiées à tout moment, en intervenant sur les vis conçues à cet effet. A la base de chaque réservoir se trouve un robinet. Ces robinets sont reliés entr'eux par un balancier et commandés par un seul bouton-poussoir, leur mise en mouvement est donc simultanée. La PANE de par sa forme est identique à celle éxistante, mais comportera un trou central, terminé par un orifice calibré. L'arrivée de FLUX se termine par un embout soudé ou vissé sur la tubulure, soit à orifice calibré, soit à orifice variable. L'opération de remplissage passe par le réarmement (Compression des ressorts) individuel des deux mécanismes (FLUX et SOUDURE), qui consiste à remonter les pistons dans leur cylindre, jusqu'à l'extrémi- té supérieure de la lumière de guidage longitudinale, ou une légère rotation mettra l'ergot d'axe de piston, dans la petite lumière trans versale. Les systèmes se trouveront alors, en position de "REPOS" et de remplissage. Dés le début de l'opération il est prévu une mise à l'atmosphère des réservoirs, pour casser le vide qui en résulterait, au moment de la remontée des pistons. Par une astuce de conception, elle est automatique sur le réservoir de SOUDURE, et manuelle par le bouton-poussoir, sur le réservoir de FLUX.-Pour la même raison que précédemment, les ouvertures de remplissage placées dans la partie supérieure des réservoirs, ne seront à aucun moment obturées, ceci afin de permettre la libre circulation de l'air au dessus des pistons. Le remplissage du réservoir de FLUX se fait à l'aide d'une seringue, et l'évacuation de l'air contenu dans ce meme réservoir, s'opère, en pressant le bouton-poussoir déjà cité précédemment. Pour des impéa ratifs de sécurité, le niveau du FLUX injecté, devra se situer légère- ment en dessous de la base de l'ouverture de remplissage, ceci afin d'éviter des éjections intempestives de produit, lors de la mise en pression. Ensuite, le piston est mis en position de "TRAVAIL", en plagant les ergots d'axe de piston dans les lumières de guidages longitu finales. Le dit piston, sous la poussée du ressort, vient en contact avec le liquide qu'il met en pression. Pour le remplissage du réservoir de SOUDURE, l'appareil devra être mis obligatoirement en position de chauffe afin de permettre la liquéfaction instantanée de la SOUDURE, qui se présentera à l'état solide sous forme de petits granulés, et introduite à l'aide d'un entonnoir approprié. Au cours de la fonte et par différence de densité, un léger laitier (Oxydes et impuretés diverses) se forme en surface. Ce produit étant nuisible à la bonne circulation de la SOUDURE dans les circuits, il sera éjecté à l'extérieur au moment de la mise en pression. Cette éjection se fera automatiquement de par la forme originale du piston, ce dernier présente en effet une surface de contact coupée en "SIF FLET", dont la partie la plus profonde se trouve diamétralement opposé à l'ouverture de remplissage, cette partie en entrant la première en contact avec la soudure liquide, repousse le laitier qui surnage vers l'orifice donnant sur l'extérieur au fur et à mesure que le piston descend, dés que celui-ci arrive au niveau de la base de l'ouverture, le laitier a été éjecté et pour preuve un peu de soudure liquide égale ment.Le principe de mise en position de "TRAVAIL" du système concernant la SOUDURE liquide, est le même que pour celui concernant le FLUX. Dans les deux système, dés que les segments de piston ont dépassé les ouvertures de remplissage, l'étanchéité des réservoirs est assurée quelle que soit la position prise par le fer à souder. Les résultats qu'apporte la présente invention par rapport à la pratique actuelle sont - Suppression du "badigeonnage" au FLUX. - Manipulation d'une main, l'autre étant libérée, pour éventu tellement, assembler et maintenir les éléments à souder. - Rapidité d'éxécution des soudures (Par simple pression sur le bouton-poussoir). - Amélioration trés sensible de la QUALITE et de 1'ESTHETIQUE des soudures (Mélange intime entre la SOUDURE et le FLUX). - Une plus grande facilité pour éxécuter les "TRAVERSEES de SOUDURE", et les soudures dites au "PLAFOND". Une forme d'éxécution de l'invention est décrite ci-aprés à titre indicatif et nullement limitatif en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et complète du fer à souder en position de "TRAVAIL", où tous les organes le composant sont représentés. La figure 2 est une vue de dessus du fer à souder. La figure 3 est une vue en coupe du principe de mise à l'atmosphère du réservoir de FLUX en position ouverte. La figure 4 est une vue en coupe du robinet de FLUX. La figure 5 est une vue des lumières de guidage et de "REPOS" des deux systèmes (SOUDURE et FLUX). La figure 6 est une vue en coupe transversale du réservoir de SOU DURE, au niveau de l'ouverture de chargement. La figure 7 est une vue en coupe du principe de mise à l'atmosphère du réservoir de SOUDURE en position ouverte. La figure 8 représente la vue de dessus de la figure 7. La figure 9 représente un exemple de bec à orifice variable (FLUX). Les deux mécanismes (FLUX et SOUDURE) composant ce fer à souder sont - Similaires en ce qui concerne leur fonctionnement. - Quelque peu différent dans leur conception propre. - Différent dans la matière dont ils sont fabriqués. Le mécanisme de projection du FLUX comporte un réservoir monobloc 9, comprenant, le réservoir proprement dit surmonté d'une partie cylindrique, cette derniere servant de guide au piston, comporte les lumières de guidage et de "REPOS" 7, celles-ci servant également à limiter la course du piston. Et à son extrémité supérieure, un filetage recevant la vis de réglage de pression 2. Sur le fond du réservoir et en son centre est percé un trou destiné à recevoir l'embout fileté du robinet 14, la fixation de ce dernier étant réalisé par vissage sur le logement métallique 13. Dans ce même logement est inséré le corps du réservoir, celui-ci étant fixé définitivement par sertissage. Le remplissage du réservoir se fait par l'orifice 11. L'ensemble piston-axe 6 comprend : Un joint torique 10 assurant l'étanchéité. Le système de mise à l'atmosphère, avec son bouchon tronconique 12, sa tige de commande terminée par le bouton-poussoir 5 et son ressort de rappel. L'axe de piston, avec l'alésage de passage de la tige, dont le diamètre est supérieur au diamètre de cette dernière (Passage de l'air), et qui se termine par le logement du bouchon tronconique. Les ergots de guidage 8 servant de butée au ressort de compression 3. Une rondelle de contact (Vis - ressort) 4. -Une tirette de réarmement 1, ob~ligatoirement amovible pour permettre la mise en place du ressort 3 et de la rondelle 4. Tout ce mécanisme ainsi décrit, à l'exception des ressorts et éventuellement de la tige du système de mise à l'atmosphère et de la tirette de réarmement, est fabriqué en matière plastique et ressemble trés sensiblement à une seringue médicale dont on aurait modifié la forme et la longueur de l'axe de piston. Le robinet de FLUX 14 de conception adaptée aux besoins du fluide qui le traverse est remarquaL-le par sa spécificité. Son coulisseau est formé à son éxtrémité interne d'un bouchon tronconique, suivi d'une partie cylindrique PLUS ou MOINS importante en longueur, permettant de régler à profit le moment d'ouverture. Cette particularité est indispensable, pour ajuster le moment de pro jection du FLUX par rapport au moment de projecti#on de la SOUDURE (AVANT - PENDANT - APRES). Puis vient le méplat permettant le passage du FLUX, celui-ci sera toujours inscrit dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'embout de sortie, cet impératif respecté, donne la possibilité à cet embout d'avoir une position indifférente sur le pourtour du robinet. Ensuite, mais à l'extérieur du corps de robinet, un autre méplat destiné àla fixation du balancier 36. Et enfin il se termine par le bouton-poussoir 35, muni de son ressort de rappel, dont la fixation est réalisé par vissage. Le fond du corps de robinet est soudé ou vissé, aprés la mise en place du coulisseau.L'embout de sortie du robinet est prolongé par la tubulure 15, jusqu'au bec de sortie du FLUX 16, ce dernier étant à orifice calibré ou à débit variable. Le mécanisme de projection de la SOUDURE présentant la même analogie de conception et de fonctionnement que celui de projection du FLUX, une simple énumération suffira pour détailler les éléments semblables, seules les différences seront explicitées. Il est composé d'un réservoir-monobloc 24, le réservoir proprement dit est surmonté d'une partie cylindrique, qui comprend, la lumière de guidage et de repos 22, et à son extrémité supérieure, un filetage recevant la vis de réglage de pression 18. Le remplissage se fait par l'orifice 26. Le piston 21 comportant un alésage tronconiqXe comprend deux segments 25 (Etanchéité et guidage), et vissées à sa partie supérieure, les deux parties formant la collerette 27, dont l'une possède un ergot 28. A la base de l'axe de piston 20 se trouve le bouchon tronconique 29 et le logement de l'ergot de la collerette 30. Ensuite l'ergot de guidage 23 et un épaulement servant de butée au ressort de compression 19. La tige fixée par l'ergot de guidage qui sert de goupille, se termine par la tirette de réarmement 17. Par cette conception, piston et axe de piston non solisaires, la mise à l'atmosphère est ici automatique. En effet, dés l'amorce du réarmement, le bouchon tronconique 29 quitte son logement et vient en butée contre la collerette 27 fixée sur le piston 21. A partir de cet instant, la communication entre la partie du réservoir située en dessous du piston, et celle située au dessus, est réalisée. Les pressions s'équilibrent par l'intermédiaire des orifices 31, et cela pendant toute la durée de la remontée du dit piston. Pour l'opération contraire et au moment de la mise en position de "TRAVAIL" du système, sous l'action du ressort de compression 19, le bouchon tronconique 29 en reprenant sa place dans son logement, annihile la communication et isole ainsi, l'une de l'autre, les deux parties du réservoir engendrées par le piston. Après l'éjection des impuretés le réservoir de SOUDURE liquide est mis sous pression. Le fond du réservoir de SOUDURE est rapporté, soudé ou vissé, il supporte le robinet 32 qui est lui même vissé par son embout d'entrée, cette fixation est excentrée pour permettre un équilibrage correct de l'ensemble. Le robinet de SOUDURE 32 a été voulu simple dans sa conception, car il và fonctionner dans un milieu ou la température pourra atteindre 3000C, et qu'en conséquence sa simplicité est un gage de fiabilité. Son coulisseau comprend une partie cylindrique, comportant un trou percé de part en part suivant un axe perpendiculaire à l'axe de déplacement, et en bout, à l'extérieur du corps de robinet, le méplat de fixation du balancier 36. Les embouts d'entrée et de sortie du robinet se faisant face, il suffit d'amener l'orifice du coulisseau dans leur axe et le robinet est en position" OUVERT". Dans le cas contraire il sera en position "FERME". L'embout de sortie est prolongé par la tubulure 33 qui est vissée ou soudée, cette dernière s'emboitant au plus juste dans l'alésage de la PANE 40. Cet alésage se terminant par un alésage calibré plus petit en diamètre, l'épaulement qui en résulte servira de butée au moment de la mise en place de la dite PANE. Cette dernière étant guidée par la virole de guidage 38 et maintenue en place par la vis 39. La PANE 40 ne différe en rien de ce qui existe en ce qui concerne sa forme extérieure et la matière dont elle est fabriquée, seul l'usinage précité la modifie. La résistance électrique 41 est un élément existant sur les fers à souder actuels, une simple adaptation suffit. Elle enveloppe, la PANE depuis la virole de guidage 38, le robinet 32 et la base du réservoir 24. Elle est disposée à l'intérieur d'une enveloppe tolée. Les conducteurs électriques sont amenés et protégés comme ils le sont sur les fers à souder existants. Le fait de presser le bouton-poussoir 35, communique aux coulisseaux des deux robinets, un mouvement longitudinal et concomitant. Directement pour le robinet de FLUX 14, et indirectement pour le robinet de soudure 32 par l'intermédiaire du balancier 36, lui même arti culé autour du point d'appui 37. Ce balancier, outre sa fonction de transmission des mouvements, empêche, de par sa fixation sur les coulisseaux, à ces derniers d'entrer en rotation. L'ensemble du mécanisme de projection de soudure est soigneusement isolé, pour éviter une trop grande dispersion de la chaleur, et également d'empêcher le FLUX d'entrer en ébullition, ce qui aurait pour effet de ramollir la partie en plastique du mécanisme du FLUX et de provoquer d'éventuelles déformations. Toutefois un préchauffage modéré du FLUX est bénéfique, car il accélère les réactions au moment de la réunion des trois éléments (MENTAL - FLUX - SOUDURE). La matière isolante existe sur le marché, étant donné que les fers à souder existants en comportent. Les deux mécanismes sont maintenus rigides et solidaires par les entretoises 43, et enveloppés d'une gaine profilée en tale 42. Cette gaine est recouverte dans sa partie supérieure d'un revêtement isolant 44, cette matière étant utilisée pour la même raison et au même endroit sur les fers à souder actuels. Toutes les parties fonctionnelles du mécanisme de projection de la SOUDURE qui sont soumises à une température relativement élevée (environs 300du), y compris le robinet de FLUX 14, sont fabriqués en ACIER REFRACTAIRE. Il est à noter, que pour des raisons de commodités, le mécanisme de projection du FLUX peut être fabriqué également avec un acier de même qualité. Ses moyens de fabrication mis en oeuvre sont : Le TOURNAGE, Le FRAISAGE, L'AJUSTAGE et un peu de FAÇONNAGE. Ce fer à souder, objet de la présente invention, remplacera avantageusement celui éxistant dans tous les secteurs industriels où il est utilisé, et ils sont nombreux : Assemblages de composants électroniques, chaînes de montage (TV - Magnétoscopes - HIFI - Téléphones) et autres fixations de petits conducteurs. Il donnera sa pleine mesure quand il sera utilisé d'une manière intensive. Pratique, car une fois chargé et à une exception prés (Alimentation en courant électrique), il est autonome. Ses possibilités entre deux remplissages du réservoir de SOUDURE (Volume 8 cm3 aux dimensions réelles sur le dessin annexé FIG 1) permet la réalisation d'environ 3400 soudures. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées, sans qu'on s'écarte de la présente invention. REVENDICATIONS 1 - Fer à souder, comprenant deux mécanismes similaires et éléments annexes, permettant par sa seule capacité; hormis l'énergie électrique, d'effectuer instantanémént et en série des soudures dites à l'étain; caractérisé par le fait que les deux ingrédients utilisés, FLUX et SOUDURE à l'état liquide, sont stockés et mis sous pression à itintérieur de deux réservoirs. Les mises en pression sont obtenues par l'intermédiaire de pistons, actionnés eux mêmes par ressorts préalablement comprimés. Les ingrédients sont libérés à la demande, par simple pression sur un bouton-poussoir1 agissant simultanément, par balancier interposé, sur les deux robinets équipant chacun des mécanismes.Les deux fluides étant alors propulsés vers l'extérieur dans les tubulures, et au travers de la PANE à orifice calibré pour la SOU DURE, et au travers du BEC de SORTIE à orifice réglable pour le FLUX. Leur point de conjonction étant l'endroit choisi pour la réalisation des soudures. 20- Fer à souder selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la SOUDURE est chargée à l'état solide par l'ouverture (26), se liquéfie dans le réservoir (24), dont la partie inférieure, le robinet (32), la tubulure (33) et la pane (40), sont chauffés par la résistance (41). 30- Fer à souder selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fluides (FLUX et SOUDURE) sont mis en pression dans leur réservoir respectif t9) et (24), par le déplacement de haut en bas des pistons (s) et (21). 4 - Fer à souder selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les pistons (6) et (21) sont mis en mouvement par les ressorts correspondants (3) et (19), préalablement comprimés. ≈- Fer à souder selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la force de compression des ressorts (3) et (19) peut être modifiée à tout moment, en intervenant sur les vis de réglage correspondantes (2) et (18). 6~- Fer à souder selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les pistons (6) et (21) sont maintenus en position de "REPOS" aprés réarmement manuel ou mis en position de "TRAVAIL" aprés remplissage, par l'intermédiaire des ergots de guidage respectivement t8) et (23), coulissant dans les lumières de guidage correspondantes (7) et (22). 7o- Fer à souder selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les impuretés diverses qui surnagent aprés liquéfaction de la SOUDURE solide, seront éjectées automatiquement à l'extérieur par l'ouverture de remplissage (26). Cette éjection résultant de 1'INCLINAISON de la POSITION de la face du piston (21) au moment de la mise en contact de cette dernière avec la SOUDURE liquide. 8 - Fer à souder selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu' au cours de la phase "TRAVAIL", et en particulier au moment de ltéjec- tion des impuretés, le piston (21) est maintenu en position de NON RO TATION par l'ergot de collerette (28) emboité dans le logement (30). 9 - Fer à souder selon la revendication 6, caractérisé par le fait que dés la fin de la phase "TRAVAIL" et à l'amorce de l'opération de réarmement (Compression du ressort), la MISE à L'ATMOSPHERE de la partie INFERIEURE du réservoir (24) est automatique. Le bouchon tronconique (29) en quittant son logement, puis en venant en butée contre la collerette (27) rendue perméable par les orifices (31), crée la communication nécessaire avec la partie SUPERIEURE de ce même réservoir. 10 - Fer à souder selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la SOUDURE liquide sous pression, est ARRETEE ou LIBEREE, par le robinet (32) placé en AVAL du réservoir (24) et en AMONT de la PANE (40). 11 - Fer à souder selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la SOUDURE liquide libéréé par le robinet (32), traverse la PANE (40), afin d'être projetée à l'extérieur par l'orifice calibrée de cette dernière. 120 Fer à souder selon la revendication e, caractérisé par le fait que dés l'amorce du réarmement consécutif à la fin de la phase "TRAVAIL" du mécanisme du FLUX, la mise à l'atmosphère de la partie INFERIEURE du réservoir (9) s'effectue manuellement en pressant le bouton-poussoir (5), qui par l'intermédiaire de la tige de commande, transmet le mouvement au bouchon tronconique (12); ce dernier en quittant son logement, crée une communication avec l'extérieur. 13 - Fer à souder selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ce type de mise à l'atmosphère permet également l'évacuation de l'air contenu dans le réservoir (9), au moment de l'opération de remplissage par seringue. 140 Fer à souder selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le FLUX sous pression, est ARRETE ou LIBERE, par le robinet (14) placé en AVAL du réservoir (9) et en AMONT du bec de sortie à orifice régla- ble (16). 15 - Fer è souder selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le robinet (14) est un élément SPECIFIQUE du mécanisme qu'il équipe, et que par voie de conséquence, il permet de régler, par usinage et définitivement, son moment d'ouverture; AVANT, PENDANT ou APRES le moment d'ouverture du robinet (32) de la SOUDURE liquide. 16 - Fer à souder selon la revendication 15, caractérisé par le fait que pour une même course de fonctionnement des deux robinets (14) et (32), le décalage d'ouverture du robinet du FLUX (14) est obtenu, en faisant varier à profit la longueur de la partie CYLINDRIQUE du coulisseau comprise entre le BOUCHON TRONCONIQUE et le MEPLAT de passage du FLUX. 170 Fer à souder selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le FLUX, libéré à la demande par le robinet (14), arrive sous pression au bec de sortie à orifice réglable (16), dont la seule fonction permet par réglage manuel, de limiter à profit le débit projeté à l'ex- térieur. 18 - Fer à souder selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les coulisseaux des robinets (14) et (32) sont rendus solidaires, quant à leurs déplacements, par le balancier (36), ce dernier, outre sa fonction de transmission des mouvements, empêche de par sa fixation la rotation des coulisseaux.