Brevet FR2698571A1 — publié le 19940603

La présente invention est relative à un dispositif de bridage d'un conduit d'usure pour torche de soudage à l'arc électrique et, plus particulièrement, à un tel dispositif conçu pour une torche dans laquelle ce conduit guide un fil continu fusible entre un tube contact formant partie d'une lance fixée à une extrémité d'un câble coaxial d'amenée du fil dans la lance et un raccord d'entrée de ce câble coaxial. On décrit dans l'ouvrage intitulé "Soudage-coupage pour l'industrie" auteurs : Lé et autres, édité par Techno-Nathan International, pages 24 et suivantes, des procédés de soudage à l'arc électrique sous protection d'un gaz canalisé par une buse entourant le fil. Ces procédés sont mis en oeuvre à l'aide d'une torche constituée par une lance connectée, par un câble coaxial, à une bobine de fil fusible (ou "d'apport") qui alimente continûment la lance avec ce fil et à des sources de gaz de protection et d'énergie électrique. On a représenté à la figure 1 du dessin annexé, une vue éclatée de cette lance, du câble coaxial et du raccord de ce câble aux diverses sources de fil, de gaz et d'énergie électrique mentionnées ci-dessus. Sur cette figure, il apparaît que la lance comprend un embout métallique 1 dit "tube contact" dans lequel passe le fil d'apport avant d'arriver sur la pièce où un cordon de soudure doit être déposé, un diffuseur de gaz 2 qui sera décrit en plus de détail dans la suite et sur lequel le tube contact est vissé, une buse 3 placée sur les pièces 1 et 2 pour canaliser du gaz de protection sortant du diffuseur 2 autour de ltextrémité du tube contact 1, l'ensemble de ces pièces étant monté sur une lance 5 ainsi qu'une bague de centrage 4. La lance 5 est elle-même raccordée au câble coaxial 8 par son autre extrémité 7, pour être connectée aux sources de fil, de gaz et d'énergie électrique par l'intermédiaire d'un raccord d'entrée 9.Le câble coaxial 8 peut avoir, à titre d'exemple, l'une des structures représentée page 25 de l'ouvrage précité où il apparaît que le fil passe, au centre du câble dans un conduit souple dit "conduit d'usure", des passages adjacents étant prévus dans le câble pour le gaz de protection et pour des fils électriques de commande. Ceux-ci référencés 10 à la figure 1, raccordent un rupteur 11, commandé par une gâchette 12 montée sur une poignée 13 de la lance, à la source d'énergie électrique pour commander l'alimentation du fil d'apport en cette énergie, nécessaire à la fusion du fil. Dans le raccord d'entrée 9, un connecteur 14 raccorde les fils de commande 10 à un circuit de commande de la source d'énergie électrique et d'un moteur de dévidage du fil d'apport. La source de gaz est connectée en 15 au raccord 9 pour alimenter le câble 8.Des manchons 16 et 17 protègent les connexions du câble à la lance 5 et au raccord 9, respectivement. Le conduit d'usure mentionné plus haut traverse le raccord d'entrée 9, le câble coaxial 8 et la lance 5 pour venir buter sur le tube contact 1, de manière à guider le fil d'apport qui est poussé continuellement à travers tous ces organes à partir d'une bobine d'alimentation (non représentée) dont la rotation est également commandée par la gâchette 12. Ce conduit d'usure doit guider le fil d'apport avec le minimum de frottement et présenter une bonne souplesse de manière à supporter des déformations du câble 8. Il est couramment réalisé à l'aide d'un fil plat ou rond spiralé à la manière d'un ressort à spires jointives, tels que ceux utilisés pour guider des câbles de commande de freins sur les véhicules à deux roues, par exemple. On a représenté à la figure 2 du dessin annexé, un conduit d'usure 19 de ce type, connu de la technique antérieure. Il est recouvert d'une gaine 20 et muni à une extrémité d'une bague 21 fixée sur la gaine 20 par collage et/ou sertissage. La longueur du conduit doit être adaptée à celle du câble coaxial. Un tel conduit doit être amovible de manière à pouvoir être remplacé en cas de mauvais fonctionnement. L'extraction ou l'introduction du conduit 19 s'opère, de manière connue, par le raccord d'entrée 9 du câble représenté en coupe axiale à la figure 3 du dessin annexé. Sur cette figure il apparaît que ce raccord 9 est conçu pour recevoir un adaptateur 22 généralement tubulaire, ouvert à l'extrémité connectée au câble et fermé à l'autre extrémité par un bouchon fileté 23 percé d'un trou axial 24 par lequel rentre le fil d'apport venu d'une bobine d'alimentation. L'adaptateur 22 est réalisé en un matériau métallique et transmet la puissance reçue de la source d'énergie électrique à des conducteurs 18 distribués autour du conduit d'usure dans le câble coaxial. On a aussi représenté sur la figure 3 un canal 25 conçu pour être raccordé à une source de gaz de protection, ce canal débouchant en 26 dans un espace 27 enveloppant la gaine 20 du conduit d'usure 19, cet espace se prolongeant grâce à un conduit d'amenée de gaz jusqu a la buse 3 de la lance où le gaz enveloppe le tube contact, comme il est bien connu. Pour installer un nouveau conduit d'usure dans le câble coaxial 8 et dans la lance 5 de la torche de soudage, on commence par dénuder le conduit 16 de la figure 2 sur une certaine longueur (quelques dizaines de centimètres) à partir de son extrémité 6 opposée à celle qui porte la bague collée 21, comme représenté en trait interrompu à la figure 2. La partie de gaine enlevée correspond à celle qui, autrement, serait introduite dans la lance où elle pourrait brûler du fait de la chaleur régnant dans celle-ci, en fonctionnement, notamment au voisinage de son extrémité. Le bouchon 23 étant dévissé, on introduit l'extrémité 6 du conduit d'usure dans l'adaptateur 22 et on pousse le conduit jusqu'au bout de la lance, tube contact 1 dévissé. La bague 21 finit par buter contre un épaulement 28 prévu dans l'adaptateur 22. Dans cette position, le bouchon guide-fil 23 est revissé sur l'adaptateur alors que la longueur du conduit d'usure enfilé dans le câble est telle que l'extrémité 6 de celui-ci déborde de la lance du fait du retrait du tube contact. On coupe ensuite le conduit d'usure à cette extrémité en laissant déborder une certaine longueur du conduit au-delà de l'extrémité du diffuseur 2 et on remonte le tube contact 1 sur ce diffuseur par vissage, ce vissage comprimant le conduit d'usure entre le tube contact et le bouchon guide-fil 23. Cette compression du conduit d'usure, qui présente axialement de l'élasticité, a pour but d'assurer l'application de l'extrémité de celui-ci contre le tube contact, nécessaire à un bon guidage du fil, comme on l'a vu plus haut. On notera encore que la bague 21 fixée à l'autre extrémité du conduit d'usure assure ltétanchéité de l'espace 27 du côté du bouchon 23 et le centrage du conduit à ce même niveau. Cette technique connue de remplacement du conduit d'usure n'est pas sans inconvénients. Elle exige en effet une coupe soigneuse du conduit, sans bavure et à une distance prédéterminée de l'extrémité du diffuseur. S'il reste une bavure, celle-ci risque d'endommager par rayure le conduit d'amenée de gaz lors du démontage du conduit d'usure. En cas de percement de ce conduit d'amenée, la protection gazeuse de la soudure peut n'être plus assurée. Si la longueur du conduit d'usure qui doit déborder du diffuseur 2 après la coupe du conduit d'usure n'est pas suffisante, la bague d'arrêt 21 de celui-ci risque de ne pas ressortir automatiquement de l'adaptateur 22, après dévissage du bouchon 23, par manque de compression du conduit lors du revissage du tube contact 1. En outre et surtout, la procédure de remplacement de conduit d'usure décrite ci-dessus implique que l'on dispose de conduits d'usure équipés de bagues 21, ces conduits étant disponibles en diverses longueurs correspondant aux besoins. Il faut alors prévoir des stocks de tels conduits, qui compliquent la gestion des pièces de rechange. La présente invention a donc pour but de fournir une torche de soudage à l'arc électrique, munie d'un conduit d'usure pour le fil d'apport, qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de bridage d'un conduit d'usure pour torche de soudage à l'arc électrique dans laquelle ce conduit guide un fil continu fusible entre un tube contact formant partie d'une lance fixée à une extrémité d'un câble coaxial d'amenée du fil dans la lance et un raccord d'entrée de ce câble coaxial distant de cette lance, ce dispositif comprenant une bague en un matériau élastique passée sur le conduit d'usure et des moyens pour comprimer axialement cette bague de manière que celle-ci se déforme radialement en pinçant et bloquant le conduit d'usure. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la bague est montée à coulissement sur le conduit d'usure de manière à venir en butée contre une surface du raccord d'entrée lors du montage du conduit d'usure dans le câble à travers ce raccord, les moyens de compression de cette bague étant constitués par un bouchon guide-fil monté sur le raccord d'entrée. Le dispositif suivant l'invention peut comprendre en outre une deuxième bague en matériau élastique traversée par le conduit d'usure au voisinage de l'extrémité de celui-ci qui est adjacente au tube contact de manière que ce conduit d'usure soit pincé et bloqué à chacune de ses extrémités, en particulier lorsque ce conduit est de grande longueur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue éclatée d'une torche de soudage à l'arc électrique partiellement décrite dans le préambule de la présente description et propre à être équipée du dispositif de bridage de conduit d'usure suivant la présente invention, - les figures 2 et 3 représentent respectivement un conduit d'usure et un raccord d'entrée d'une torche de la technique antérieure décrite dans le préambule de la présente description, - les figures 4 et 5 sont des vues analogues à celles des figures 2 et 3 et représentent respectivement un conduit d'usure et un dispositif de bridage de ce conduit d'usure, suivant la présente invention, - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'une variante de la bague utilisée dans le mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 4 et 5, et - la figure 7 est une vue en coupe axiale de l'extrémité d'une torche de soudage équipée du dispositif suivant l'invention, cette vue faisant apparaître en outre un autre mode de réalisation de celui-ci. On se réfère aux figures 4 à 7 du dessin annexé où des éléments ou organes analogues ou identiques à ceux déjà décrits en liaison avec les figures 1 à 4 sont repérés par le même nombre, affecté d'un "prime". C'est ainsi que le conduit d'usure 19' représenté à la figure 4 est, comme celui de la figure 2, recouvert d'une gaine 20', enlevée au voisinage de son extrémité 6'. Cependant, à la différence du conduit d'usure de la technique antérieure représenté à la figure 2, le conduit d'usure utilisé dans l'invention est équipé d'une bague 21' constituée en un matériau élastique, montée coulissante sur la gaine 20' et non pas collée sur celle-ci comme l'est la bague 21 du conduit connu de la figure 2. Cette bague peut alors être constituée par un morceau d'un tube en matériau élastique, polyuréthane, PVC, caoutchouc, etc... livrable en grande longueur tout comme le conduit d'usure proprement dit. C'est là un avantage important apporté par la présente invention, qui permet de se passer de conduits coupés en diverses longueurs adaptées à celles des câbles qui les reçoivent et munis de bagues collées ou serties. On supprime ainsi les problèmes de gestion de stocks de ces produits tout en réduisant le coût de fabrication de ceux-ci. Le conduit d'usure de la figure 4 est enfilé dans l'adaptateur 22' du raccord d'entrée 9' de la figure 5, après dévissage du bouchon guide-fil 23' fixé à l'extrémité de cet adaptateur. Contrairement au procédé de montage de la technique antérieure décrit ci-dessus, pour cette installation on maintient le tube contact 1' vissé sur le diffuseur 2' lui-même fixé à l'extrémité de la lance 5' de la torche, comme représenté à la figure 7. Ainsi lors de l'installation le conduit 19' vient-il en butée contre l'extrémité interne du tube contact 1', comme représenté à cette figure. Pour éviter d'endommager le câble coaxial et la lance lors de l'insertion du conduit d'usure, l'extrémité 6' de celui-ci peut être chanfreinée. On retrouve sur la figure 7, outre le tube contact 1', un diffuseur de gaz 2' et une buse 3' fixés au bout de la lance 5', tout comme dans la torche représentée à la figure 1. Le diffuseur est percé d'un alésage axial 30 dans lequel passe l'extrémité du conduit d'usure 19', dégagée de sa gaine 20' comme on l'a vu plus haut, pour venir s'appuyer contre une extrémité du tube contact 1', vissé en 31 sur le diffuseur 2'. Celui-ci est lui-même fixé sur l'extrémité d'un tube 33 placé dans la lance 5' pour délimiter autour du conduit d'usure un canal 34 dans lequel s'écoule le gaz, connecté au câble coaxial 8 (figure 1) qui conduit ce gaz à partir d'une source (non représentée). La référence 32 repère un tube en matériau isolant enveloppant le tube 32. Le diffuseur 2' est muni d'ouvertures radiales 35,36 par lesquelles le gaz passe dans la buse 3', autour du tube contact 1', comme il est bien connu. On remarquera encore sur la figure 7 un canal 29 percé axialement dans le tube contact 1' pour laisser passer le fil d'apport sorti du conduit d'usure, comme il est bien connu. Le conduit d'usure étant alors en appui par son extrémité 6' sur le tube contact 1', on coupe l'autre extrémité du conduit à une certaine distance de l'extrémité correspondante de l'adaptateur 22', distance qui est fonction de la compression désirée. On revisse alors le bouchon guide-fil 23' sur l'adaptateur 22'. Comme représenté à la figure 5, ce bouchon comprend un fond 37 duquel déborde une base cylindrique 38 filetée extérieurement et de diamètre intérieur tel que l'extrémité du conduit d'usure puisse s'y loger. Pendant le vissage du bouchon, le fond 37 de ce bouchon vient d'abord en appui sur le conduit d'usure qu'il comprime.Puis la base cylindrique 38 du bouchon, d'encombrement diamètral sensiblement égal à celui de la bague 21' enfilée sur le conduit d'usure, vient porter sur une extrémité de celle-ci pour la comprimer axialement contre une surface 39 de l'adaptateur 22', cette surface étant de préférence tronconique comme représenté sur la figure 5. Cette compression provoque une déformation radiale de la bague 21'. Cette déformation est bloquée d'une part par la surface interne de l'adaptateur 22' et, d'autre part, par la gaine 20' du conduit d'usure. La surface tronconique 39 provoque en outre une déformation de l'extrémité adjacente de la bague 21', dont le blocage sur le conduit est encore accentué par effet de coin.Quand le bouchon guide-fil 23' est vissé à fond, il agit à la manière d'un presse-étoupe pour brider l'extrémité adjacente du conduit d'usure à l'aide de la bague 21' qui pince et qui bloque cette extrémité dans une position axiale bien déterminée dans l'adaptateur 22', lui-même immobilisé dans le raccord d'entrée 9' par des moyens convenables (non représentés). L'invention permet ainsi de comprimer et de bloquer correctement un conduit d'usure constitué de manière particulièrement économique à partir de pièces fournies en grande longueur, et donc sans utilisation de conduits d'usure préparés à l'avance et durent stockés dans les diverses longueurs nécessaires, comme c'était le cas dans la technique antérieure. D'autre part, l'invention permet d'introduire dans, ou de sortir du, câble coaxial, un conduit d'usure à extrémité chanfreinée et donc non susceptible d'endommager celui-ci. Cela n'est pas possible avec le conduit d'usure de la technique antérieure, qui doit être coupé in situ au voisinage du tube contact. On remarquera en outre que la bague 21' assure l'étanchéité, du côté du bouchon guide-fil 23', du passage délimité entre le conduit d'usure et la paroi interne de l'adaptateur 22', dans lequel passe le gaz de protection reçu par le canal 25' de cet adaptateur. On a représenté à la figure 6 une variante 21" de la bague 21'. Cette variante est constituée de deux éléments annulaires indéformables, métalliques par exemple, qui s'emboîtent axialement en délimitant entre eux un logement pour un élément annulaire élastique 42. Celui-ci peut être commodément constitué par un ou plusieurs joints annulaires en matériau élastique (deux joints sont représentés sur la figure). On comprend que la bague 21" utilisée en lieu et place de la bague 23', provoque une déformation radiale de l'élément élastique 42 sous la pression des éléments indéformables 40,41 poussés l'un vers l'autre par le bouchon guide-fil. Cette déformation radiale provoque le pincement et le blocage du conduit d'usure, comme décrit ci-dessus. Grâce à ses deux éléments métalliques 40,41, la bague 21" présente une durée de vie plus longue que la bague 21' et se dégage en outre plus facilement de l'adaptateur, ceci au prix d'un coût de réalisation plus élevé que celui de la bague 21'. Le câble coaxial 8 (figure 1) peut atteindre, dans nombre d'applications, une grande longueur, de plusieurs mètres par exemple. On peut souhaiter alors renforcer l'immobilisation du conduit d'usure, notamment quand les conditions de soudage sont particulièrement difficiles à supporter par les organes de la torche, comme c'est le cas par exemple lorsque la soudure est discontinue et exige donc une alimentation "pulsée" de la torche. Suivant l'invention, on renforce alors le blocage du conduit d'usure en pinçant aussi son autre extrémité, voisine du tube contact 1'. Pour ce faire, comme représenté à la figure 7, on dispose une autre bague en matériau élastique 43 dans l'extrémité du tube 33 qui délimite dans la lance 5, le canal d'amenée du gaz 34. Cette bague peut être comprimée par un vissage adéquat du diffuseur 2', qui l'écrase dans l'extrémité du tube 33.Il en résulte une déformation radiale de la bague provoquant le pincement ou "bridage" du conduit d'usure dans le tube 33. La bague 43 doit évidemment être munie d'ouvertures axiales (non représentées) pour faire communiquer le canal 34 et les ouvertures radiales 35,36 du diffuseur et permettre ainsi l'écoulement du gaz de protection autour du tube contact 1' dans la buse 3'. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est pas limitée à sa mise en oeuvre dans une torche à câble coaxial muni d'un conduit d'amenée de gaz de protection. L'invention trouverait tout aussi bien application dans une torche dont le câble est dépourvu d'un tel conduit, comme c'est le cas des torches dites "MOG" où l'on utilise un fil fourré d'une poudre dont la combustion génère à la fois le produit de soudure et le gaz de protection nécessaires. On appréciera en outre que les bagues (21',21") d'une part et 43 d'autre part, peuvent être utilisées en combinaison ou bien séparément. REVENDICATIONS 1. Dispositif de bridage d'un conduit d'usure pour torche de soudage à l'arc électrique dans laquelle ce conduit guide un fil continu fusible entre un tube contact (1') formant partie d'une lance fixée à une extrémité d'un câble coaxial d'amenée du fil dans la lance et un raccord d'entrée (9') de ce câble coaxial distant de cette lance, caractérisé en ce qu'il comprend une bague (21',21" ; 43) en un matériau élastique passée sur le conduit d'usure (19') et des moyens (23',39 ; 2',33) pour comprimer axialement cette bague (21',21"; 43) de manière que celle-ci se déforme radialement en pinçant et bloquant le conduit d'usure (19'). 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (21') est montée à coulissement sur le conduit d'usure de manière à venir en butée contre une surface du raccord d'entrée (9') lors du montage du conduit d'usure dans le câble (8) à travers ce raccord (9'), les moyens de compression de cette bague étant constitués par un bouchon guide-fil (23') monté sur le raccord d'entrée (9'). 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la surface du raccord d'entrée sur laquelle porte la bague comprimée axialement, présente une partie tronconique (39) qui bloque axialement la bague (21') par effet de coin. 4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la bague (21") est constituée de deux éléments annulaires indéformables (40,41) pinçant entre elles un élément annulaire élastique (42), les deux éléments indéformables glissant axialement l'un sur l'autre et délimitant un logement pour l'élément élastique (42). 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le bouchon guide-fil (23') est vissé sur le raccord d'entrée, ce bouchon comprimant axialement successivement le conduit d'usure (19') puis la bague (21',21") pendant son vissage. 6. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague comprimée (21',21") assure l'étanchéité d'un espace d'amenée de gaz de protection autour du tube contact (1'). 7. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (43) est traversée par le conduit d'usure (19') au voisinage de l'extrémité (6') de celui-ci qui est adjacente au tube contact (1'). 8. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de compression de ladite bague (43) comprennent un diffuseur (2') de gaz de protection vissé dans l'extrémité d'un tube (33) délimitant un canal d'amenée de gaz (34) jusqu'au tube contact (2'). 9. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite bague (43) est découpée d'ouvertures axiales pour autoriser le passage du gaz de protection, du canal d'amenée (34) dans le diffuseur (2'). 10. Dispositif conforme à la revendication 1, comprenant à la fois une bague (21',21") conforme à l'une des revendications 2 à 6 et une bague (43) conforme à l'une des revendications 7 à 9. 11. Torche de soudage à l'arc électrique comprenant un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Torche conforme à la revendication 11, pour la soudure sous gaz de protection.