Brevet FR2749786A1 — publié le 19971219

La présente invention concerne une pince à souder portative, conçue pour l'assemblage par soudure d'au moins deux épaisseurs de film synthétique souple thermosoudable. Cette pince est destinée au soudage de matières non soudables par soudure haute fréquence, notamment au soudage de films en polyéthylène, qui nécessitent un soudage par impulsions. En particulier, l'invention a pour objet une pince de soudage portative adaptée pour la confection et/ou la fermeture de gaines, manches, housses et emballages souples similaires destinés à recevoir des déchets nucléaires, industriels ou hospitaliers, ou autres produits et objets analogues, plus ou moins contaminés ou polluants. Comme on le comprend aisément, les soudures à réaliser dans ce domaine d'application doivent être d'une qualité irréprochable, de manière à garantir une sécurité absolue, vis-à-vis des risques de contamination et de pollution. De manière générale, on connaît déjà des pinces à souder portatives, qui comprennent deux branches opposées articulées l'une à l'autre, en un point intermédiaire, selon un axe transversal, les parties antérieures des deux branches constituant respectivement les supports de deux mâchoires de soudage opposées avec résistance électrique chauffante, tandis que les parties postérieures des deux branches forment des poignées de préhension. Des pinces à souder de ce genre ont été déjà décrites dans d'assez nombreux documents, par exemple brevet anglais 1208744, demande de brevet allemand 1955599, brevets américains 2759090, 3322603 et 4436567. Dans certains cas, les deux mâchoires de soudage s'étendent selon la direction longitudinale des branches correspondantes, qui possèdent une conformation générale rectiligne. Dans d'autres cas, les deux mâchoires de soudage s'étendent perpendiculairement à la direction principale des deux branches correspondantes, lesquelles présentent alors une configuration en "T". D'une manière généralement connue, l'une des deux mâchoires de soudage peut être montée oscillante, autour d'un axe transversal situé à mi-longueur de cette mâchoire, sur la branche correspondante de la pince; cette disposition garantit le parallélisme des deux mâchoires, lors de l'utilisation de la pince à souder. Un problème restant à résoudre, dans ce genre de pinces à souder, est d'obtenir non seulement une pression uniforme des deux mâchoires de soudage, de part et d'autre du matériau à souder, mais encore une pression de valeur suffisamment élevée, donc un effort de serrage élevé, sans demander à l'opérateur d'exercer un effort manuel trop élevé sur les poignées de la pince. Certaines réalisations connues comprennent un ressort disposé entre les deux branches de la pince à souder, et agissant dans le sens du serrage des mâchoires de soudage l'une contre l'autre. Dans ce cas, l'opérateur doit exercer un effort manuel élevé pour ouvrir la pince, en s'opposant à la force du ressort, pour introduire entre les mâchoires le matériau à souder. A l'inverse, d'autres réalisations connues comportent un ressort agissant dans le sens de l'ouverture de la pince, ou ne comportent aucun ressort, de sorte que tout l'effort de serrage des mâchoires pour le soudage doit être exercé manuellement. Il en résulte que la force de serrage n'est pas de valeur constante, et que cette force reste de toute façon limitée d'une valeur insuffisante, de l'ordre de 10 kgf. La présente invention vise à éliminer tous ces inconvénients, en fournissant une pince à souder portative du genre considéré, qui en position de fermeture permet d'exercer une pression plus forte et constante des mâchoires sur le matériau à souder, sans effort manuel excessif, quelle que soit l'épaisseur de ce matériau, et qui se maintient aussi d'elle-même en position d'ouverture, pour permettre une introduction aisée du matériau à souder. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet une pince à souder portative comprenant deux branches opposées articulées l'une à l'autre, en un point intermédiaire, selon une axe transversal, les parties antérieures des deux branches constituant respectivement les supports de deux mâchoires de soudage opposées avec résistance électrique chauffante, tandis que les parties postérieures des deux branches forment des poignées de préhension, cette pince à souder étant caractérisée en ce que - une part, l'une des mâchoires de soudage est montée oscillante, autour d'un axe transversal situé sensiblement à mi-longueur de cette mâchoire, et avec un jeu, sur la branche correspondante de la pince, des moyens à ressort agissant sur cette mâchoire de part et d'autre de son axe d'oscillation, et - d'autre part, les parties postérieures des deux branches de la pince sont associées à un dispositif à leviers, pourvu de moyens à ressort permettant de maintenir la pince en position fermée de soudage par effet de coincement mécanique, et apte aussi à maintenir la pince en position ouverte. Dans une forme de réalisation préférée de cette pièce à souder portative, l'une des branches est prolongée vers l'arrière, au-delà de la région de son axe d'articulation à l'autre branche, par une partie postérieure allongée formant poignée, tandis que l'autre branche est interrompue dans la région de cet axe d'articulation, et le dispositif à leviers comprend - un levier formant poignée articulé à l'extrémité postérieure de cette autre branche et situé en regard de la partie postérieure de la première branche, - une biellette reliant un point intermédiaire du levier à un point proche de l'extrémité libre de la partie postérieure de la première branche, et - un ressort à gaz monté entre un point de cette première branche et un point intermédiaire du levier, l'effet de coincement en position fermée étant obtenu par le fait que l'axe d'articulation de la biellette sur le levier passe du côté intérieur de la ligne droite reliant l'axe d'articulation du levier sur ladite autre branche à l'axe d'articulation de la biellette sur la partie postérieure de la première branche. Avantageusement, un levier auxiliaire est encore monté pivotant à l'extrémité libre du levier précité, l'actionnement du levier auxiliaire commandant le retour de la pince de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture. Grâce au dispositif à leviers, la pince à souder se maintient d'elle-même en position fermée, sans effort manuel, et les ressorts associés à la mâchoire montée oscillante créent un effort de serrage des mâchoires qui peut être élevé, atteignant par exemple une valeur de l'ordre de 30 kgf (à comparer avec la force de l'ordre de 10 kgf habituellement obtenue). Lorsque la soudure est effectuée, il suffit à l'opérateur d'actionner le levier auxiliaire pour ouvrir la pince, en supprimant l'effet de coincement, le ressort à gaz assistant ce mouvement tout en l'amortissant. Parvenue en position d'ouverture, la pince s'y maintient d'elle-même, ce qui facilite l'introduction du matériau à souder entre les deux mâchoires. Dans l'ensemble, la pince à souder objet de l'invention peut être actionnée avec des efforts manuels limités aussi bien dans leur intensité que dans leur durée d'application, puisqu'il n'est nécessaire d'exercer un effort ni lorsque la pince est ouverte, ni lorsque la pince est fermée, ceci tout en augmentant la force de serrage exercée par les mâchoires en position fermée, cette force se trouvant pratiquement triplée par rapport à sa valeur habituelle. Il est à noter que l'augmentation de la pression des mâchoires, ainsi obtenue, permet de diminuer la température de soudage, donc d'effectuer le soudage en consommant une puissance électrique moins élevée, tout en préservant les résistances de soudage et leurs isolants, donc en augmentant leur durée de vie. De toute façon, l'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages seront mis en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de cette pince à souder portative Figure 1 est une vue générale, de côté, d'une pince à souder conforme à la présente invention, représentée en position fermée; Figure 2 est une vue à échelle agrandie de la partie arrière de la pince à souder de figure 1, en position de fermeture; Figure 3 est une vue similaire à figure 2, mais correspondant à la position d'ouverture de la pince à souder. La pince à souder, représentée au dessin, comprend deux branches opposées 1 et 2, de configuration générale rectiligne et de section courante en "U", articulées l'une à l'autre autour d'un axe transversal 3, dans la partie centrale de la pince. Les parties antérieures des deux branches 1 et 2 supportent, respectivement, deux mâchoires de soudage rectilignes opposées 4 et 5. La première mâchoire de soudage 4 est montée oscillante, autour d'un axe transversal 6 situé à milongueur de cette mâchoire 4, sur la première branche 1 de la pince à souder. L'articulation centrale de la mâchoire 4, autour de l'axe 6, possède un jeu dans la direction verticale (par référence au dessin). Deux ressorts 7 et 8, montés de part et d'autre de l'axe d'articulation 6 et prenant appui sur la branche 1, exercent leur poussée sur la mâchoire 4. L'autre mâchoire de soudage 5 est fixée sur la seconde branche 2 de la pince à souder, au moyen de deux vis 9 et 10. Cette disposition garantit, dans la position fermée de la pince représentée sur la figure 1, une pression équilibrée et constante de la première mâchoire de soudage 4 sur la seconde mâchoire de soudage 5, quelle que soit ltépaisseur du matériau à souder introduit entre les deux mâchoires 4 et 5. Les extrémités libres antérieures des deux branches 1 et 2 possèdent des becs respectifs 11 et 12, tournés l'un vers l'autre, qui protègent les extrémités correspondantes des deux mâchoires de soudage 4 et 5 contre les chocs éventuels. Entre les extrémités postérieures des deux mâchoires de soudage 4 et 5, et la région de l'axe d'articulation 3 des deux branches 1 et 2, est ménagée une zone libre 13 permettant de loger et de retenir une portion enroulée de film synthétique, dans certaines utilisations de la pince à souder. La première branche 1 de cette pince est prolongée vers l'arrière, au-delà de la région de l'axe d'articulation 3, par une partie postérieure allongée 14, formant poignée. La seconde branche 2 est interrompue dans la région de l'axe d'articulation 3; un levier 15, situé en regard de la partie postérieure 14 de la première branche 1 et servant lui aussi de poignée, est articulé à l'extrémité postérieure de la seconde branche 2, autour d'un axe transversal 16, parallèle à l'axe d'articulation 3 des deux branches 1 et 2. Une biellette 17, reliant le levier 15 à la partie postérieure 14 de la première branche 1, est articulée d'une part autour d'un axe 18 en un point intermédiaire du levier 15, et d'autre part autour d'un axe 19 en un point proche de l'extrémité libre de la partie postérieure 14 de la branche 1. L'extrémité de la biellette 17 située du côté de l'axe 18 présente un bec 20, apte à coopérer avec une butée 21 portée par le levier 15. Entre ce levier 15, d'une part, et la partie postérieure 14 de la première branche 1, d'autre part, est encore monté un ressort à gaz 22, qui est articulé autour d'un axe 23 en un point intermédiaire du levier 15, et autour d'un axe 24 à la partie 14 de la branche 1, à une distance relativement faible de l'axe d'articulation 3 des deux branches 1 et 2. A l'extrémité libre du levier 15 est articulé, autour d'un dernier axe 25 parallèle aux précédents, un levier auxiliaire 26 dont l'un des bras, situé sensiblement dans l'alignement du levier 15, est pourvu d'un prolongement 27 replié en "U", servant de partie d'actionnement. L'autre bras du levier auxiliaire 26, se superposant au levier 15, présente à son extrémité un évidement 28 dans lequel est engagé un ergot 29 solidaire du levier 15, ce qui permet de limiter le pivotement du levier auxiliaire 26 relativement au levier 15. Enfin, la partie postérieure 14 de la première branche 1 porte un interrupteur électrique à boutonpoussoir 30, pour la commande du processus de soudage. La pince de soudage, précédemment décrite, est raccordée électriquement, par un cordon, à un coffret d'alimentation et de commande (non représenté). En position de repos, sous l'action du ressort à gaz 22, la pince à souder est maintenue en position ouverte, représentée sur la figure 3 : le levier 15 se trouve alors écarté de la partie postérieure 14 de la branche 1, les deux mâchoires de soudage 4 et 5 sont elles-mêmes écartées l'une de l'autre, et aucun effort ne doit être exercé par l'opérateur pour l'introduction du matériau à sonder entre ces deux mâchoires 4 et 5. Pour effectuer le soudage, l'opérateur serre la double poignée formée par la partie postérieure 14 de la branche 1 et par le levier 15, ce qui déforme le quadrilatère défini par les quatre axes d'articulation 3, 16, 18 et 19, jusqu'à ce que l'axe 18 passe du côté intérieur de la ligne droite reliant les axes 16 et 19. Au cours de ce mouvement, les parties antérieures des deux branches 1 et 2 se rapprochent, et finalement, par effet de coincement, la pince se maintient d'elle-même dans la position de fermeture, représentée aux figures 1 et 2. Le matériau à souder est alors serré, avec une forte pression, entre les deux mâchoires 4 et 5 dont l'une est soumise à l'action des ressorts 7 et 8, et il suffit à l'opérateur d'actionner le bouton-poussoir de l'interrupteur 30 pour provoquer manuellement le début du processus de soudage, c'est-à-dire l'alimentation électrique des résistances des deux mâchoires de soudage 4 et 5. Lorsque la soudure est terminée, après un temps de refroidissement approprié, il suffit à l'opérateur d'actionner le levier auxiliaire 26, comme indiqué par une flèche F sur la figure 2, pour déplacer aussi le levier 15 et provoquer l'ouverture de la pince. Au cours du mouvement d'ouverture, le ressort à gaz 22 joue un rôle d'amortisseur et évite un mouvement trop rapide. Ce mouvement d'ouverture de la pince est limité par l'arrivée du bec 20 de la biellette 17 contre la butée 21 (voir figure 3). On notera que, grâce au prolongement replié en "U" 27 du levier auxiliaire 26, il n'est pas nécessaire d'utiliser une deuxième main pour ouvrir la pince. Il suffit à l'opérateur, tenant la pince par une main entre la partie 14 et le levier 15, d'utiliser le dos de ses doigts pour actionner le levier auxiliaire 26 dans le sens de la flèche F. S'il s'agit de réaliser une soudure sur des films d'étendue importante, ceux-ci sont d'abord enroulés dans la zone 13, puis déroulés au fur et à mesure de la réalisation de tronçons de soudure successifs, effectuée en "reculant" la pince à souder. On obtient ainsi des soudures de toutes longueur désirée, et de largeur relativement importante par exemple d'environ huit millimètres, qu'il est ensuite aisé de couper longitudinalement, à l'aide de ciseaux. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cette pince à souder portative qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en prévoyant que les deux mâchoires de soudage s'étendent non pas selon la direction longitudinale des branches de la pince, mais perpendiculairement à la direction principale des deux branches, selon une configuration en "T", le mécanisme de la pince n'étant pas modifié. REVENDICATIONS 1- Pince à souder portative, pour l'assemblage par soudure par impulsions d'au moins deux épaisseurs de film synthétique souple thermosoudable, notamment pour la confection et/ou la fermeture de gaines, manches, housses et emballages souples similaires, la pince de soudage comprenant deux branches opposées (1,2) articulées l'une à l'autre, en un point intermédiaire, selon un axe transversal (3), les parties antérieures des deux branches (1,2) constituant respectivement les supports de deux mâchoires de soudage opposées (4,5) avec résistance électrique chauffante, tandis que les parties postérieures (14,15) des deux branches (1,2) forment des poignées de préhension, caractérisée en ce que - d'une part, l'une des mâchoires de soudage (4) est montée oscillante, autour d'un axe transversal (6) situé sensiblement à mi-longueur de cette mâchoire (4), et avec un jeu, sur la branche correspondante (1) de la pince, des moyens à ressort (7,8) agissant sur cette mâchoire (4) de part et d'autre de son axe d'oscillation (6), et - d'autre part, les parties postérieures des deux branches (1,2) de la pince sont associées à un dispositif à leviers (15 à 29), pourvu de moyens à ressort (22), permettant de maintenir la pince en position fermée de soudage par effet de coincement mécanique, et apte aussi à maintenir la pince en position ouverte. 2- Pince à souder portative selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'une des branches (1) est prolongée vers l'arrière, au-delà de la région de son axe d'articulation (3) à l'autre branche (2), par une partie postérieure allongée (14) formant poignée, tandis que l'autre branche (2) est interrompue dans la région de cet axe d'articulation (3), et en ce que le dispositif à leviers comprend - un levier (15) formant poignée articulé (en 16) à l'extrémité postérieure de cette autre branche (2) et situé en regard de la partie postérieure (14) de la première branche (1), - une biellette (17) reliant un point intermédiaire (18) du levier (15) à un point (19) proche de l'extrémité libre de la partie postérieure (14) de la première branche (1), et - un ressort à gaz (22) monté entre un point (24) de cette première branche (1) et un point intermédiaire (23) du levier (15), l'effet de coincement en position fermée étant obtenu par le fait que l'axe d'articulation (18) de la biellette (17) sur le levier (15) passe du côté intérieur de la ligne droite reliant l'axe d'articulation (16) du levier (15) sur ladite autre branche (2) à l'axe d'articulation (19) de la biellette (17) sur la partie postérieure (14) de la première branche(1). 3- Pince à souder portative selon la revendication 2, caractérisée en ce que, à son extrémité située du côté de son axe d'articulation (18) sur le levier (15), la biellette (17) présente un bec (20), apte à coopérer avec une butée (21) portée par le levier (15), pour limiter le mouvement d'ouverture de la pince. 4- Pince à souder portative selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'un levier auxiliaire (26) est monté pivotant (en 25) à l'extrémité libre du levier précité (15), l'actionnement du levier auxiliaire (26) commandant le retour de la pince de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture. 5- Pince à souder portative selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'un des bras du levier auxiliaire (26) est pourvu d'un prolongement (27) replié en "U", servant de partie d'actionnement. 6- Pince à souder portative selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que l'autre bras du levier auxiliaire (26) présente à son extrémité un évidement (28) dans lequel est engagé un ergot (29) solidaire du levier (15), pour limiter le pivotement du levier auxiliaire (26) relativement au levier (15).