Brevet FR2664189A1 — publié le 19920110

La présente invention concerne un dispositif à pince de soudage basse-tension avec métal d'apport par transmission de chaleur, sans flamme ni arc, destiné au brasage et à la soudure à Itétain. En particulier, l'invention s'applique à la soudure des pièces en cuivre, en laiton, en bronze et en zinc, de faible épaisseur, avec métal d'apport, brasure ou étain. Le dispositif est destiné à réaliser facilement et rapidement des soudures sans flamme ni arc. Les dispositifs actuellement utilisés pour la soudure à l'étain et la brasure de métaux, à base de zinc ou de cuivre, sont soit des systèmes à flammes, soit des systèmes à pannes chauffantes. Les systèmes à flammes, type chalumeau ou lampe à souder, utilisent des gaz enflammés, qui servent soit à porter les pièces à souder à la température désirée, soit à chauffer une panne en cuivre. Ils ont comme principaux inconvénients d'une part leur délicatesse d'emploi qui nécessite une bonne connaissance professionnelle des outils, d'autre part, les risques de mise à feu par flammes, lors d'intervention dans des locaux habités. Les systèmes à pannes chauffantes fonctionnent soit par l'intermédiaire d'une résistance chauffante, soit nécessitent le chauffage de la panne par une flamme (type chalumeau du zingueur), ou par échauffement de la panne en la plaçant dans un foyer (type foyer de forge), ce type d'outil ne permettant que de réaliser des soudures à l'étain. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients par - la suppression de flamme ou d'arc, - un échauffement local et très rapide des parties à souder, - une très grande facilité d'utilisation et de manipulation. Dans une forme préférentielle d'exécution, il comporte en effet une pince articulée en son centre, sur un axe muni d'un ressort. Chaque bras est muni, en son extrémité, de charbons destinés à convertir l'intensité électrique en chaleur ; ces charbons, une fois la pince refermée sur la pièce, servent à la serrer, à la maintenir et à la chauffer, la pince se maintenant par sa seule pression. Une seule main permet de l'incliner ou de la maintenir dans la meilleure position possible et d'actionner le bouton de mise sous-tension des charbons ; la seconde main étant libre permet de tenir la baguette de soudure et d'effectuer l'apport de métal sur le point à souder. Les deux charbons, serrant la pièce à souder, s'élèvent très rapidement en température dès leur mise sous-tension. La transmission de chaleur est alors immédiate et très localisée : il n'y a ni flamme, ni arc ; l'effet de rayonnement qui se localise autour des deux charbons peut être facilement neutralisé par une protection proche, telle qu'un petit panneau en fibre de verre ou en plâtre. La pince est reliée à un coffret d'alimentation qui comprend les éléments de puissance et de commande du dispositif, coffret qui est, lui, relié par un cordon d'alimentation à une prise de courant ménagère 16 ampères. Plusieurs modes de réalisation peuvent être envisagés. La description qui va suivre, selon un mode de réalisation préférentiel, faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif, permet de mieux comprendre les avantages du dispositif. Figure 1 - Représentation d'une vue sur le principe d'un premier mode de réalisation, à type pince à linge, Figure 2: - Représentation d'une vue de principe d'un mode de réalisation à panne chauffante, Figure 3: - Représentation d'une vue de principe d'un mode de réalisation de la pince de soudage, type épingle, Figure 4 - Représentation d'une forme préférentielle de pince soudage serrante, type pince à linge, Figure 5: - Représentation d'une vue de principe du caisson d'alimentation avec les éléments de puissance et de commande, Figure 6: - Schéma de fonctionnement général d'une réalisation préférentielle suivant la figure 1. * Dans le mode de réalisation du système présenté en figure 1, qui concerne, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention, le dispositif à pince de soudage, pour le brasage et la soudure à l'étain, comporte une pince de soudage, figure 4, en forme de pince à linge, qui comporte au moins deux charbons (2) et un bouton de commande (4), reliés par un câble de commande (5) et deux câbles de puissance (3) à un caisson d'alimentation (6) comportant les éléments de puissance et de commande, suivant schéma éléctrique, figure 6, caisson relié par un cordon d'alimentation (34) à une prise de courant 16 ampères (33). * Dans le mode de réalisation du système présenté en figure 2, il est identique, dans sa généralité, au mode de la figure 1, la différence étant l'adjonction d'une panne (15) entre les charbons (2). Dans ce cas de réalisation, la pince reste en permanence fermée de façon à maintenir et à laisser en contact permanent les deux charbons (2), la mise sous-tension par le bouton (4) permettra l'échauffement immédiat de la panne (15) qui sera utilisée dans ce mode comme un simple fer à souder à l'étain. * Dans le mode de réalisation de la pince, présentée en figure 3, pince type épingle, à titre d'exemple non limitatif, celle-ci est constituée de deux bras (40), en tubes ventilés par des trous (35) ou par des ailettes. A l'extrêmité de chaque bras se trouve au moins fixé un charbon (2), dans chaque tube passe le câble (3) d'alimentation du charbon (2) qu'il porte. Chaque tube (40), qui fait également office de poignée support de pince, est protégé par une pièce isolante (38) afin d'éviter la transmission de la chaleur à la main de l'utilisateur. Sur cette pièce isolante (38) se trouve placé le bouton de mise sous-tension (39) de la pince. Ce bouton de commande (39) peut être, suivant le mode de réalisation, supprimé la pince, dans ce cas, doit toujours être ouverte en position de repos, la mise sous-tension des deux charbons (2) peut alors être constante, l'appel d'intensité ne se faisant qu'en refermant la pince et en mettant les deux charbons (2) en contact avec la pièce à souder. Les deux bras (34) sont reliés entre eux à leur partie arrière par une articulation (37) isolée ; ils doivent être absolument isolés l'un par rapport à l'autre en position de repos, ils sont alors tenus ouverts en permanence par un ressort isolé (36). La pince fonctionne dans ce cas par pression simultanée de l'opérateur sur les deux bras de la pince. * Figure 4, réalisation d'un mode préférentiel d'une pince de soudage, type pince à linge (1), celle-ci est constituée de deux bras isolés, articulés autour d'un axe (14), autour duquel est placé un ressort (6), dont le but est de tenir la pince fermée à l'état de repos. Sur chacun des bras de serrage de la pince se trouve une pièce métallique (7) qui sert de rallonge afin de pouvoir atteindre des pièces placées dans des accès profonds, ces bras étant percés de petits trous (8) ou munis d'ailettes dans le but de dissiper la chaleur transmise par les charbons (2).Ces bras "rallonge" (7) sont isolés de la poignée par une plaque en fibre de verre (13) afin d'éviter toute transmission de chaleur vers la main de l'utilisateur; à chaque extrêmité de ces rallonges se trouve une panne (12), sur laquelle vient se fixer le charbon (2) dont la forme peut être appropriée à l'utilisation recherchée. Dans le cas présent, les charbons (2) sont usinés en biseau, afin de pouvoir saisir en bout des pièces difficiles d'accès (exemple tuyau d'eau placés contre un mur, sous un évier ou une baignoire...). Ces charbons (2) sont maintenus en parfait contact avec la panne (12), par l'intermédiaire d'une plaquette (11), l'ensemble (2)(12)(11) étant relié par deux boulons (10) afin d'obtenir un parfait contact et un parfait maintien des charbons (2). Chaque rallonge métallique (7) est reliée à un câble d'alimentation (3) par l'intermédiaire d'une cosse (9), fixée à la rallonge (7) par un boulon (10), la mise sous-tension des charbons se faisant par l'intermédiaire d'un bouton de commande (4) placé sur une des poignées de la pince (1). On peut constater qu'en exerçant une pression sur les deux poignées de la pince (1), on ouvre celle-ci de l'ouverture nécessaire afin de pouvoir placer la pièce à souder (tube, méplat,...) entre les deux charbons ; en relachant la pression, les charbons serreront automatiquement la pièce, sans aucun effort de l'utilisateur. Celui-ci peut alors d'une main orienter sa pince de la meilleure façon, commander la mise sous-tension par le bouton (4), et avec la main libre, déposer le métal d'apport. * La figure 5 représente un principe de l'ensemble caisson et platine d'alimentation avec ses principaux éléments de puissance et de commande placés selon un mode préférentiel, mais en aucun cas limitatif. Ce caisson est constitué, suivant un mode préférentiel mais non limitatif, d'une enveloppe (31) et d'une platine (32) sur laquelle sont fixés tous les éléments. Sur la face avant de la platine (32) se trouvent placés le bouton marche-arrêt (17), les deux fusibles (25)(26) d'alimentation, le voyant (27) de mise sous-tension, le fusible (18) protégeant le circuit télécommande, une prise de courant (30), le bouton du commutateur (14) à plusieurs positions, dont le# but est le réglage de la tension désirée afin de régler à la température idéale des charbons ou de la panne, les départs de cordons d'alimentation puissance (3) de la pince et le départ du câble de commande de mise sous-tension (5) de la pince. Sur la platine sont fixés les éléments de télécommande, thermostats de sécurité (20), contacteurs de télécommande (22) avec temporisation (21) et transformateur de télécommande (19), les éléments de puissance transformateur (16) et l'élément de refroidissement, ventilateur (23). * La figure 6 représente, selon un mode de réalisation préférentiel, le schéma de fontionnement général du système, constitué d'une pince (1) suivant figure 4, équipé de deux charbons (2), servant d'une part à maintenir la pièce, et d'autre part, à transmettre la chaleur à la pièce maintenue entre les charbons (2); la pince (1) est reliée par deux câbles (3) à la sortie basse-tension d'un transformateur (16). Ce transformateur (16) est alimenté par un câble d'alimentation (34) et une prise (33), protégé par deux fusibles de sécurité (25)(26) et un contacteur (22) ; en fonction des éléments à souder, on choisit le réglage de la température appropriée par l'intermédiaire d'un bouton de réglage (14) qui, agissant sur des prises de réglage du transformateur (16), permet de réguler la tension du courant et donc de régler la température des charbons (2) en fonction du courant appelé. La mise sous-tension, après branchement au réseau, s'effectue par un bouton marche-arrêt (17). La mise sous-tension du contacteur (22), qui met les charbons (2) sous-tension, est pilotée par la télécommande basse-tension, nécessaire à l'utilisation du système dans des lieux humides, ceci par l'intermédiaire du bouton (4). Cette télécommande protégée par un fusible (18) est alimentée en basse-tension par un transformateur (19); cette télécommande est elle-même pilotée par un ou plusieurs thermostats (20) de sécurité, dont le rôle est d'éviter la surchauffe du transformateur, thermostats eux-mêmes pilotés par une temporisation (21) et un contacteur (22) imposant en cas de surchauffe le déclenchement des thermostats (20), et arrêt programmé de l'appareil afin d'éviter sa destruction, l'ensemble des éléments de puissance et de régulation étant refroidis par un petit ventilateur (23), protégé par un fusible (24). Le contrôle de la mise sous-tension est effectué par des voyants lumineux (27), côté alimentation, et (28), côté télécommande. Il peut y être adjoint une prise de courant basse-tension (30), protégée par un fusible (29), afin de permettre à l'utilisateur, opérant en zone à forte humidité, d'avoir à disposition une prise basse-tension de sécurité. On appréciera que le dispositif, suivant l'invention, est d'une construction simple, compacte, d'une manipulation facile permettant d'effectuer, grâce à la forme de la pince, tous travaux de soudure à l'étain ou de brasage dans des endroits, qui, jusqu'alors, étaient pratiquement inaccessibles, ceci sans flamme ni arc, en éliminant considérablement les risques d'incendie. Il pourra très facilement être utilisé dans sa configuration de base pour toutes les soudures de tubes cuivres, et ce dans les endroits les plus difficiles d'accès. Il pourra très facilement être transformé en fer à souder à panne par l'adjonction rapide d'une panne cuivre entre les charbons. Il est d'un entretien très facile et peu onéreux ; les seules pièces d'usure, dans le cas d'utilisation en pince à souder les tubes cuivres, sont les charbons. Dans le cas d'utilisation selon la configuration de la figure 2, les pièces d'usure sont quasiment nulles. REVENDICATIONS 1) Dispositif à pince de soudage basse-tension avec métal d'apport par transmission de chaleur, sans flamme ni arc, comportant au moins une pince (1), équipée de charbons (2), un boitier (6), caractérisé en ce qu'il comporte les éléments puissance, transformateur basse-tension (16) et les élements de commande du système, transformateur (19), dispositif de ventilation (23), un câble d'alimentation (34), une prise de courant (33), 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les charbons sont placés sur une pince manuelle en bout de chaque branche de celle-ci, 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les charbons sont fixés sur des bras rallonges ventilés, 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les charbons servent également à maintenir la pièce à souder, 5) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé à ce que une panne de cuivre (15) peut être insérée et fixée entre les charbons (2) et transformer ainsi la pince en fer à panne chauffante, 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un transformateur de puissance (16), piloté par un ensemble télécommandé, permet l'utilisation du dispositif dans des ambiances à fortes humidités, 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pince (1) comporte sur une des poignées un bouton de commande servant à la mise sous-tension du transformateur (16), 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le transformateur de puissance (16) se trouve inséré au moins une protection thermique (20) avec temporisation (21) évitant la destruction du système, 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le transformateur (16) est réglable en puissance grâce à une commande (14) qui permet de réguler la température des charbons (2), 10) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'ensemble de boîtier (6) comportant les éléments puissance et régulation est refroidi par un ventilateur (23).