Brevet FR2781328A1 — publié le 20000121

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour torche de travail à l'arc électrique, en particulier pour torche de coupage plasma. Habituellement, l'électrode d'une torche de coupage plasma, en particulier une torche manuelle, est portée, pendant son utilisation, à des tensions élevées, couramment supérieures à 100 V, en général de l'ordre de 300 V. Durant le fonctionnement de la torche, l'électrode est normalement rendue inaccessible à l'opérateur de par la présence de la tuyère de la torche venant se positionner autour de l'électrode de manière connue en soi. Toutefois, lorsqu'un démontage de la tuyère est nécessaire, par exemple lors d'une opération d'entretien de la torche, l'électrode se trouve alors dégagée, c'est- à-dire accessible à l'opérateur. Or, cette configuration présente alors un danger réel pour l'opérateur qui risque de s'électriser en cas d'actionnement involontaire de la gâchette de commande de la torche. Afin de limiter le risque pour l'opérateur, il convient alors soit d'interdire l'accès aux pièces sous tension lors du démontage de la torche, soit d'interdire le fonctionnement du générateur de courant si certaines pièces de la torche ne sont pas en place. Pour ce faire, les dispositifs de sécurité ont déjà été proposés dans l'art antérieur, mais ceux-ci n'apportent qu'une réponse partielle au problème susmentionné. Ainsi, le document EP-A-110736 propose un système de sécurité basé sur un contrôle de la présence uniquement d'une jupe de protection isolante agencée autour de la tuyère de la torche. - En d'autres termes, ce système ne prend pas en compte la présence de la tuyère et un opérateur distrait pourrait remonter cette jupe de protection en omettant de replacer la tuyère, ce qui autoriserait l'accès à l'électrode par l'opérateur et donc serait susceptible d'exposer celui-ci à un risque important d'électrisation par contact avec les pièces sous tension, notamment l'électrode. D'autres systèmes de sécurité ont, par ailleurs, été proposés par les documents FR-A-275270, FR-A-2450659, US- A-3488466 et US-A-3632951. Toutefois, ces agencements connus ne donnent pas entière satisfaction, notamment de par leur difficulté de réalisation et/ou de leur coût élevé de fabrication. Le but de la présente invention est donc de résoudre le problème précité en proposant un système de sécurité pour torche de travail à l'arc électrique, notamment pour torche manuelle de coupage plasma, permettant de contrôler la présence simultanée, c'est-à-dire le montage correct, non seulement de la tuyère entourant l'électrode de la torche, mais aussi de la jupe de protection isolante entourant ladite tuyère. En outre, le système de sécurité selon l'invention doit être de fabrication aisée et de coût industriellement acceptable. La présente invention concerne alors une torche de travail à l'arc électrique comprenant: - une tête de torche comportant au moins un porte- tuyère et une tuyère, ladite tuyère venant se fixer audit porte-tuyère par l'intermédiaire de moyens de fixation; - des moyens interrupteurs électriques de sécurité commandant l'alimentation de ladite tête de torche en courant électrique; et - une coiffe de protection amovible entourant au moins une partie de la tête de torche, ladite coiffe de protection comprenant: au moins un moyen d'actionnement susceptible de venir coopérer avec les moyens-interrupteurs électriques de sécurité pour permettre d'alimenter la tête de torche en courant électrique, et des moyens de maintien susceptibles de coopérer avec au moins la tuyère pour permettre la solidarisation de ladite coiffe de protection avec au moins ladite tuyère. Selon le cas, la torche de travail à l'arc électrique selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le moyen d'actionnement est un prolongement axial, selon l'axe (x-x'), de la paroi périphérique de la coiffe de protection; - les moyens de maintien comportent au moins un jonc (8) agencé à l'intérieur de la coiffe de protection, une partie fixe et une partie mobile; - ledit au moins un jonc agencé à l'intérieur de la coiffe de protection est susceptible de coopérer avec au moins un évidement aménagé périphériquement à la tuyère, de manière à permettre une solidarisation de ladite coiffe de protection avec au moins ladite tuyère; - au moins un évidement est sensiblement circulaire et aménagé sur la paroi périphérique externe de la tuyère; - la solidarisation de ladite coiffe de protection avec au moins ladite tuyère est réalisée par resserrage dudit jonc; - le resserrage dudit jonc est réalisé au moins par vissage au moins partiel dudit jonc sur ladite tuyère, par exemple par le biais d'un système d'accrochage à baïonnette ou analogue; - les moyens interrupteurs électriques sont agencés dans la poignée de manipulation de la torche, - ladite coiffe de protection est réalisée en un matériau électriquement isolant, tel un matériau polymère. L'invention concerne, en outre, un procédé d'assemblage d'une torche à plasma manuelle comprenant une tête de torche selon l'invention, comportant au moins un porte-tuyère et une tuyère, des moyens interrupteurs électriques de sécurité et une coiffe de protection amovible comportant un moyen d'actionnement, dans lequel on procède selon les étapes successives suivantes: a/ on positionne et on fixe la tuyère dans le porte- tuyère par l'intermédiaire de moyens de fixation, b/ on positionne et on fixe ladite coiffe de protection sur ladite tête de torche, de manière à ce que: - le moyen d'actionnement de ladite coiffe vienne coopérer avec les moyens-interrupteurs électriques de sécurité pour permettre d'alimenter la tête de torche en courant électrique, et - des moyens de maintien portés par ladite coiffe viennent coopérer avec la tuyère pour assurer la fixation et le maintien de ladite coiffe sur au moins ladite tuyère. La torche selon l'invention peut être utilisée dans tout procédé de soudage manuel ou coupage manuel à l'arc plasma. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures annexées données à titre illustratif, mais non limitatif. Les figures 1 à 4 représentent des schémas, en coupe longitudinale et en vue latérale et partielle, d'une torche 1 manuelle de coupage plasma conforme à la présente invention, comprenant une tête de torche 1' portant un porte tuyère 10 et une tuyère 4, ladite tuyère 4 étant fixée au porte tuyère 10 par l'intermédiaire de moyens de fixation 14, tel par exemple un filetage, un taraudage ou analogue. La torche à plasma 1 comporte une poignée 2, partiellement représentée ici, au sein de laquelle sont agencée des moyens interrupteur électrique 3 comprenant une organe de commande 9 permettant de commander l'alimentation et/ou l'interruption de l'alimentation de ladite tête de torche 1' en courant électrique. Afin de limiter les risques d'électrisation de l'opérateur, une coiffe de protection 5 amovible, de préférence en un matériau isolant, tel un polymère, est placé autour d'au moins une partie de la tête de torche 1', c'est-à-dire que cette coiffe de protection 5 entoure une partie du porte tuyère 10 et de la tuyère 4 à la manière d'un manchon. Plus précisément, la coiffe de protection 5 amovible comporte un moyen d'actionnement 6, tel un prolongement axial de la paroi périphérique de ladite coiffe selon l'axe (x, x'), lequel moyen d'actionnement 6 ou prolongement axial est susceptible de venir coopérer avec l'organe 9 de commande des moyens interrupteur électrique afin d'autoriser l'alimentation de la tête de torche 1' en courant électrique lors de l'utilisation de ladite torche 1. Dans ce mode de réalisation, la coiffe 5 de protection se compose de trois parties 8, 13 et 23 susceptibles de coopérer avec toute ou partie des éléments composant la tête de torche 1', de préférence avec la tuyère 4, pour permettre la fixation et le maintien de ladite coiffe de protection 5 sur ladite tête de torche 1'. En fait, les trois parties 8, 13 et 23, jouant le rôle de moyens de maintien, comprennent un jonc 8, une partie fixe 23 et une partie mobile 13 dont la fonction est de comprimer le jonc 8 par glissement le long de la surface interne sensiblement conique de la partie mobile 13 et/ou de la partie fixe 23. Ainsi, le jonc 8 vient coopérer avec un évidement 7 périphérique, telle une gorge circulaire, aménagée en périphérie de la partie supérieure 12 de la tuyère 4, ledit jonc 8 pénétrant au moins partiellement dans ladite gorge périphérique 7 lors de la mise en place de la coiffe 5 sur la tuyère 4. De manière détaillée, l'assemblage de la tuyère 4 et de la coiffe 5, respectivement, sur la tête de torche 1' de la torche à plasma manuelle 1 est réalisé de la manière suivante. On positionne et on fixe tout d'abord la tuyère 4 au porte-tuyère 10 par l'intermédiaire de moyens de fixation 14, tel un filetage et un taraudage, ou tous moyens analogues. Un positionnement correct de la tuyère 4 dans le porte tuyère 10 est obtenu, par exemple, lorsque la surface supérieure d'appui 12 de la tuyère 4 vient en butée contre la surface d'appui inférieure 11 du porte tuyère 5, ainsi que représenté sur la figure 1, o l'on voit que la tuyère 4 et le porte tuyère 5 sont coaxiaux selon l'axe (x-x'). Ensuite, on procède au positionnement et à la fixation de la coiffe de protection 5 sur la tête de torche 1', de manière à ce que le moyen d'actionnement 6 de la coiffe 5 vienne coopérer avec l'organe 9 de commande des moyens interrupteurs électriques 3 pour permettre d'alimenter la tête de torche 1' en courant électrique. La coiffe de protection 5 est alors maintenue en position sur la tête de torche 1' grâce aux parties 8, 13 et 23, faisant office de moyens de maintien, en particulier grâce au jonc 8 venant coopérer avec l'évidement 7, telle une gorge, porté par la paroi périphérique externe de la tuyère 4, ainsi que représenté sur les figures 3 et 4. En d'autres termes, le jonc 8 situé à l'intérieur de la coiffe de protection 5, se trouve, après positionnement correct de la coiffe 5 de protection sur la tête de torche 1', en regard de la gorge 7 aménagée en périphérie de la tuyère et il suffit alors, par un moyen approprié, tel un cône ou analogue, de resserrer le jonc 8 pour le contraindre à pénétrer partiellement dans la gorge 7 de la tuyère 4, de manière à solidariser, en position de travail, les deux pièces, à savoir la tuyère 4 et la coiffe 5 de protection. Lorsque la coiffe de protection 5 est correctement montée sur la tête de torche 1', le prolongement ou moyen d'actionnement 6 de la coiffe 5 vient coopérer avec l'organe 9 de commande des moyens interrupteurs électriques pour autoriser le fonctionnement de la source de puissance, c'est-à-dire le générateur de courant ou analogue, et contribuer ainsi à l'alimentation de la tête de torche 1' en courant électrique. Par contre, ainsi que représenté sur la figure 2, en cas d'omission de la tuyère 4, le montage de la coiffe de protection 5 seulement, minimise considérablement les risques d'électrisation pour l'opérateur. En effet, dans ce cas, bien que le moyen d'actionnement ou prolongement 6 de la coiffe 5 puisse pénétrer dans l'espace interne de la poignée 2 de la torche 1 et activer ainsi l'interrupteur électrique 3, dans cette configuration, la coiffe de protection 5 ne peut pas tenir en place et est automatiquement éjectée dès que l'opérateur la relâche, étant donné que, la tuyère 4 étant absente, la coiffe 5 de protection ne peut être maintenue sur l'extrémité de la tête de torche 1'. En d'autres termes, le dispositif selon la présente invention présente un avantage important du point de vue de la sécurité, dans la mesure o le fonctionnement du générateur de puissance délivrant le courant électrique ne peut être autorisé que lorsque la tuyère 4 et la coiffe de protection 5, à la fois, sont correctement mises en place sur la tête 1' de torche. Il s'ensuit, que si la tuyère 4 est montée, mais pas la coiffe 5 de protection, alors l'interrupteur électrique 3 n'est pas activé et la tête 1' de torche ne peut pas être alimentée en courant électrique. A l'inverse, si seule la coiffe de protection est montée, alors celle-ci ne peut pas tenir en place sur la tête 1' de torche et est automatiquement éjectée dès que l'opérateur la relâche. Dans les deux cas, le risque d'électrisation est grandement diminué. Le dispositif selon la présente invention améliore de façon considérable la sécurité d'utilisation d'une torche à plasma, en particulier manuelle, qui en est équipée. Revendications 1. Torche à plasma (1) comprenant: - une tête de torche (1') comportant au moins un porte-tuyère (10) et une tuyère (4), ladite tuyère (4) venant se fixer audit porte-tuyère (10) par l'intermédiaire de moyens de fixation (14); - des moyens interrupteurs électriques (3) de sécurité commandant l'alimentation de ladite tête de torche (1') en courant électrique; et une coiffe de protection (5) amovible entourant au moins une partie de la tête de torche (1'), ladite coiffe (5) de protection comprenant: À au moins un moyen d'actionnement (6) susceptible de venir coopérer avec les moyens- interrupteurs électriques (3) de sécurité pour permettre d'alimenter la tête de torche (1') en courant électrique, et À des moyens de maintien (8, 13, 23) susceptibles de coopérer avec au moins la tuyère (4) pour permettre la solidarisation de ladite coiffe de protection (5) avec au moins ladite tuyère (4). 2. Torche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'actionnement (6) est un prolongement axial, selon l'axe (x-x'), de la paroi périphérique de la coiffe de protection (5). 3. Torche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de maintien (8, 13, 23) comportent au moins un jonc (8) agencé à l'intérieur de la coiffe de protection (5), une partie fixe (23) et une partie mobile (13). 4. Torche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit au moins un jonc (8) agencé à l'intérieur de la coiffe de protection (5) est susceptible de coopérer avec au moins un évidement (7) aménagé périphériquement à la tuyère (4), de manière à permettre une solidarisation de ladite coiffe de protection (5) avec au moins ladite tuyère (4) 5. Torche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un évidement (7) est sensiblement circulaire et aménagé sur la paroi périphérique externe de la tuyère (4). 6. Torche selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la solidarisation de ladite coiffe de protection (5) avec au moins ladite tuyère (4) est réalisée par resserrage dudit jonc (8). 7. Torche selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le resserrage dudit jonc (8) est réalisé au moins par vissage au moins partiel dudit jonc (8) sur ladite tuyère (4). 8. Torche selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens interrupteurs électriques (3) sont agencés dans la poignée de manipulation (2) de la torche (1). 9. Torche selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite coiffe de protection (5) est réalisée en un matériau électriquement isolant, tel un matériau polymère. 10. Procédé d'assemblage d'une torche à plasma manuelle (1) comprenant une tête de torche (1') selon l'une des revendications 1 à 9, comportant au moins un porte-tuyère (10) et une tuyère (4), des moyens interrupteurs électriques (3) de sécurité et une coiffe de protection (5) amovible comportant un moyen d'actionnement (6), dans lequel on procède selon les étapes successives suivantes: a/ on positionne et on fixe la tuyère (4) dans le porte-tuyère (10) par l'intermédiaire de moyens de fixation (14), b/ on positionne et on fixe ladite coiffe de protection (5) sur ladite tête de torche (1'), de manière à ce que: - le moyen d'actionnement (6) de ladite coiffe vienne coopérer avec les moyens-interrupteurs électriques (3) de sécurité pour permettre d'alimenter la tête de torche (1') en courant électrique, et - des moyens de maintien (8, 13, 23) portés par ladite coiffe (5) viennent coopérer avec la tuyère (4) pour assurer la fixation et le maintien de ladite coiffe (5). sur au moins ladite tuyère (4). 11. Procédé de soudage ou de coupage à l'arc plasma, caractérisé en ce qu'on utilise une torche à plasma (1) selon l'une des revendications 1 à 9.