Brevet FR2833869A1 — publié le 20030627

DISPOSITIF A DEUX ELECTRODES POUR LE TRAVAIL DE TOLES La présente invention concerne les outils et appareils permettant de déformer des tôles, par exemple des tôles de carrosserie automobile. Les travaux de réparation de tôle comprennent notamment la réparation des déformations mécaniques résultant des impacts d'enfoncement, les opérations de soudure par monopoint pour souder deux épaisseurs de tôle l'une à l'autre, et les opérations de déformation thermique d'une tôle par échauffement local pour effectuer une rétreinte. Ces diverses opérations peuvent être réalisées par des dispositifs électriques à deux électrodes connectées électriquement à un générateur de courant électrique. Dans la pratique actuelle, l'opérateur décape une première zone de surface de la tôle à travailler dans la région de tôle où il faut effectuer l'opération de déformation ou l'opération de soudure. Il décape également une seconde zone de surface de la tôle, à l'écart de la première zone. Il met en contact une première électrode avec la première zone de surface à travailler, et il met en contact une seconde électrode avec la seconde zone de surface distante. Le passage d'un courant électrique depuis le générateur de courant électrique dans la zone de tôle entre les deux électrodes produit un échauffement de la tôle, échauffement qui est mis à profit pour réaliser l'opération de travail désirée. Dans le cas où l'on veut déformer la tôle pour réparer par exemple de petits impacts d'enfoncement sur une carrosserie en tôle, on met à profit l'échauffement dû au courant électrique pour souder l'extrémité de la première électrode dans le centre de la zone d'enfoncement. Après soudure, il devient possible de tirer l'électrode pour déformer la tôle dans le sens de l'annulation de l'enfoncement. L'opérateur sépare ensuite l'électrode et la tôle, pour réaliser des opérations de finition de surface, puis de peinture des deux zones qui ont été en contact avec les électrodes. Lors d'une opération de soudure par monopoint, on met à profit réchauffement local dû au courant électrique pour souder deux épaisseurs de tôle l'une sur l'autre dans la zone voisine de la première électrode. Pour une opération d'échauffement local afin d'assurer une rétreinte de la tôle, on met à profit l'échauffement dû au courant électrique pour chauffer localement la tôle en déplaçant progressivement le point d'échauffement jusqu'à assurer la rétreinte appropriée de la tôle. Dans tous les cas, on comprend que l'opérateur a avantage à fixer de façon permanente la seconde électrode dans la zone de surface de tôle à l'écart de la zone à réparer, et il applique la première électrode librement sur ou autour de la zone à redresser. Tout cela nécessite d'une part de décaper l'une et l'autre des zones de la tôle devant être mises en contact électrique avec les électrodes. Cela nécessite ensuite deux opérations d'appui des électrodes sur les surfaces respectives de la tôle. Cela nécessite aussi une préhension des deux électrodes par deux mains. Et cela nécessite enfin de réparer l'une et l'autre des surfaces de la tôle pour refaire la peinture et égaliser l'aspect par rapport aux zones environnantes. Il en résulte la nécessité d'une main d'oeuvre relativement qualifiée et accoutumée. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de dispositif électrique à deux électrodes pour le travail de tôle, permettant de réaliser les opérations de réparation de petits impacts d'enfoncement sur carrosserie en tôle sans avoir à démonter la partie de carrosserie à réparer, d'effectuer également des opérations de soudure par point ou de rétreinte de tôle, en facilitant l'utilisation du dispositif qui peut être manoeuvré d'une seule main, en évitant d'avoir à réaliser le contact électrique préalable d'une zone de tôle distante, et en évitant surtout d'avoir à préparer par décapage deux zones de tôle et ensuite d'avoir à les protéger à nouveau après déformation. Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, l'invention prévoit un dispositif électrique à deux électrodes pour le travail de tôle, comprenant une première électrode et une seconde électrode conformées pour être mises chacune au contact d'une tôle à travailler et pour être connectées aux bornes respectives d'un générateur de courant électrique ; selon l'invention les deux électrodes sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par des moyens de liaison mécanique les rendant solidaires l'une de l'autre tout en les maintenant isolées électriquement l'une de l'autre et tout en autorisant leur déplacement relatif entre une position active dans laquelle les deux électrodes sont simultanément au contact de deux zones respectives proches sur la tôle à travailler, et une position inactive dans laquelle la première électrode reste au contact de la tôle à travailler tandis que la seconde électrode est à l'écart de la tôle à travailler. Un tel dispositif selon l'invention peut être tenu d'une seule main, et nécessite de l'opérateur le décapage de la seule zone de tôle à réparer, à l'exclusion de toute autre zone pour le contact électrique d'une seconde électrode. De préférence, selon l'invention, la seconde électrode est sollicitée vers sa position inactive par des moyens de rappel. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de rappel sont des moyens élastiques tels qu'un ressort hélicoïdal de compression en prise sur l'une et l'autre des électrodes. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif électrique selon l'invention est tel que : - la première électrode est une tige axiale, ayant une extrémité distale adaptée pour venir en contact de la tôle à travailler, et ayant une extrémité proximale, - la seconde électrode est un tube à alésage axial, ayant une extrémité distale adaptée pour venir en contact de la tôle à travailler, - la seconde électrode est montée coulissante sans contact électrique autour de la première électrode, et présente un alésage supérieur au diamètre de la première électrode, - la seconde électrode est guidée en coulissement sur la première électrode par des moyens de guidage électriquement isolants. En position inactive, l'extrémité proximale de la première électrode peut avantageusement rester accessible hors de la seconde électrode pour recevoir des sollicitations mécaniques. De la sorte, les sollicitations mécaniques peuvent être appliquées directement sur la première électrode, qui les transmet directement sur la zone de tôle à réparer. En alternative, le mouvement de la seconde électrode sur la première électrode peut être limité en position inactive par une butée de fin de course. Dans ce cas, les sollicitations que l'on veut appliquer sur la première électrode et sur la tôle peuvent être appliquées par l'opérateur sur la seconde électrode ou sur une pièce de préhension qui lui est solidaire. De préférence, le dispositif comprend des moyens de blocage en rotation axiale de la seconde électrode autour de la première électrode. Cela facilite notamment le dégagement de la première électrode par rapport à la tôle par une rotation axiale, après une opération de déformation de tôle pour réparation d'un impact d'enfoncement. De préférence, selon l'invention, la première électrode comprend à son extrémité distale un embout interchangeable. On peut ainsi changer la matière de l'embout en fonction des opérations à réaliser. Pour un travail de réparation d'enfoncement, on choisira en embout en acier, qui se soude à la surface externe de la tôle pour permettre la préhension de la tôle. Pour un travail de rétreint ou un travail de soudure par point, on choisira en embout en cuivre, évitant la soudure de l'embout sur la tôle. La seconde électrode comprend avantageusement une extrémité distale en cuivre, évitant sa soudure à la surface externe de la tôle dans toutes les conditions d'usage. Selon une réalisation avantageuse, la seconde électrode peut être montée fixe sur un boîtier isolant de préhension, par exemple un boîtier en forme de pistolet. Le boîtier de préhension augmente la capacité de préhension, permettant à l'opérateur d'appliquer manuellement une force de déformation suffisante transmise à la première électrode. On peut aussi prévoir sur le boîtier une gâchette conformée pour solliciter un commutateur électrique commandant l'alimentation électrique des électrodes, et/ou commandant l'actionnement d'un vérin appliquant une force axiale sur la première électrode. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue de côté en coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est une vue de côté à plus grande échelle illustrant les organes principaux du dispositif de la figure 1, à l'état assemblé ; - la figure 3 est une vue de côté éclatée en coupe longitudinale des organes principaux de la figure 2 ; et - la figure 4 illustre le dispositif de la figure 1 en situation d'utilisation pour réparation d'un enfoncement de tôle. On peut considérer tout d'abord la figure 4, sur laquelle le dispositif électrique 1 selon l'invention est en situation d'action dans une zone enfoncée 2 d'une tôle 3 vue de côté en coupe. Le problème est généralement de déformer la zone enfoncée 2 de la tôle 3 pour lui redonner un galbe continu, figuré par la ligne 2a en traits mixtes, en appliquant à la zone enfoncée 2 une force de déformation F dirigée vers l'extérieur. Lorsqu'on peut atteindre la zone intérieure 4 ou zone située sur le côté intérieur de la tôle 3, la force F peut aisément être appliquée par un outil de frappe introduit dans cette zone intérieure 4. Par contre, lorsque la zone intérieure 4 ne peut pas être atteinte sans un démontage long et fastidieux de la partie de tôle 3 ou d'éléments qui recouvrent sa surface intérieure, il faut alors agir depuis la surface extérieure 5 de la tôle 3. Pour cela, le dispositif électrique 1 comprend une première électrode 6 et une seconde électrode 7, conformées pour être mises chacune au contact de la surface extérieure 5 de la tôle 3 à travailler et pour être connectées aux bornes respectives d'un générateur de courant électrique 8. Dans le cas d'une carrosserie automobile, l'opérateur doit décaper la surface extérieure 5 de la tôle 3 dans la zone enfoncée 2, afin que les électrodes 6 et 7 puissent entrer en contact avec le métal conducteur de la tôle 3 pour le passage du courant électrique et l'échauffement thermique qui en résulte. Les deux électrodes 6 et 7 sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par des moyens de liaison mécanique qui seront décrits ci-après, les rendant solidaires l'une de l'autre tout en les maintenant isolées électriquement l'une de l'autre et tout en autorisant leur déplacement relatif entre une position inactive, illustrée sur la figure 4, dans laquelle la première électrode 6 peut être au contact de la tôle 3 à travailler tandis que la seconde électrode 7 est à l'écart de la tôle 3 à travailler, et une position active dans laquelle la première électrode 6 est toujours au contact de la tôle 3 à travailler et la seconde électrode 7 est simultanément au contact de la tôle 3 à travailler au voisinage immédiat de la position de contact de la première électrode 6. Dans la réalisation illustrée sur la figure 4, la première électrode 6 est une tige axiale ayant une extrémité distale 9 en forme de pointeau et adaptée pour venir en contact de la tôle 3 à travailler, et ayant une extrémité proximale 10. La seconde électrode 7 est un tube à alésage axial, ayant une extrémité distale 11 adaptée pour venir en contact de la tôle 3 à travailler. La seconde électrode 7 est montée coulissante sans contact autour de la première électrode 6, comme illustré par la double flèche 12, et elle est guidée en coulissement sur la première électrode 6 par des moyens de guidage électriquement isolants. Le coulissement selon la double flèche 12 peut être réalisé entre la position inactive de la figure 4 et la position active dans laquelle l'extrémité distale 11 de la seconde électrode 7 est en contact de la surface extérieure 5 de la tôle 3 autour du point de contact de l'extrémité distale 9 de la première électrode 6 avec la même surface extérieure 5 de la tôle 3. Lorsque les deux électrodes 6 et 7 sont au contact de la tôle 3, le générateur de courant électrique 8 fait passer un courant électrique dans la zone de tôle 3 entre les électrodes, ce qui échauffe la zone de tôle et provoque la soudure de l'extrémité distale 9 de première électrode 6 sur la tôle. On coupe le courant électrique, et on recule la seconde électrode 7. On peut ensuite tirer sur la première électrode 6, ce qui réalise la force F de déformation nécessaire de la zone enfoncée 2 de tôle 3, pour sa réparation. On considère maintenant les figures 2 et 3, illustrant à plus grande échelle les éléments essentiels du dispositif de l'invention. On retrouve les mêmes éléments que sur la figure 4, repérés par les mêmes références numériques : la première électrode 6 avec son extrémité distale 9 en forme de pointeau et son extrémité proximale 10, la seconde électrode 7 avec son extrémité distale 11. La première électrode 6 est une tige (figure 3) dont l'extrémité proximale 10 est filetée pour sa fixation à un moyen de sollicitation mécanique axial tel qu'un vérin 13 (figure 4). La première électrode 6 comporte un tronçon intermédiaire à section transversale polygonale 14, et porte une bague isolante fixe 15. Pour la commodité de fabrication et de montage, dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, la seconde électrode 7 tubulaire est composée de l'assemblage d'un tronçon distal 16, d'un tronçon proximal 17, d'un manchon de raccordement intermédiaire 18. Le manchon de raccordement intermédiaire comporte deux portions filetées 18a et 18b à filetage externe venant se visser dans deux alésages taraudés respectifs 16a et 17a du tronçon distal 16 et du tronçon proximal 17. Le guidage de la première électrode 6 dans la seconde électrode 7 est assuré par une pluralité d'éléments électriquement isolants, comprenant : dans le tronçon proximal 17 une rondelle électriquement isolante 19 ; dans le tronçon distal 16, une bague isolante 20 rapportée, engagée dans l'alésage taraudé 16a et maintenue serrée axialement contre un épaulement 16b de l'alésage 16a par le manchon de raccordement intermédiaire 18 ; et enfin la bague isolante fixe 15 montée fixe sur la première électrode 6. La bague isolante 20 comporte un trou axial central 20a à section transversale polygonale conformée pour coulisser sur le tronçon à section polygonale 14 de la première électrode 6. On prévoit enfin un ressort hélicoïdal de compression 21 pour repousser axialement les électrodes 6 et 7 l'une par rapport à l'autre et les ramener en position inactive. Après assemblage, sur la figure 2, on retrouve le tronçon distal 16 dans lequel sont engagées la bague isolante 20 et la première portion filetée 18a du manchon de raccordement intermédiaire 18. La seconde portion filetée 18b du manchon de raccordement intermédiaire 18 est engagée dans l'alésage taraudé 17a du tronçon proximal 17. La bague isolante 20 coulisse sur le tronçon à section polygonale 14 de la première électrode 6. Le tronçon proximal 17 coulisse par son alésage taraudé 17a sur la bague isolante fixe 15 de la première électrode 6. Le ressort hélicoïdal de compression 21 est engagé entre la rondelle électriquement isolante 19 et la bague isolante fixe 15, pour repousser ainsi vers la position inactive comme illustré par la flèche 22 la seconde électrode 7 par rapport à la première électrode 6. En position inactive, illustrée par exemple sur la figure 2, le tronçon proximal 17 du manchon de raccordement intermédiaire 18 vient buter contre la bague isolante fixe 15, limitant le mouvement de la seconde électrode 7 dans le sens de la flèche 22. De la sorte, il reste un tronçon proximal 60 de première électrode 6 qui dépasse de la seconde électrode 7. On comprend que la bague isolante 20 et le tronçon à section polygonale 14 constituent des moyens de blocage en rotation axiale de la seconde électrode 7 autour de la première électrode 6. La bague isolante 15, la rondelle isolante 19 et la bague isolante 20 constituent des moyens de liaison mécanique reliant les deux électrodes 6 et 7, assurant leur isolation électrique respective. La première électrode 6 comprend, à son extrémité distale, un embout interchangeable 6a, par exemple adapté par vissage dans la zone 6b illustrée sur la figure 2, permettant de changer la matière de l'extrémité distale en fonction des opérations à effectuer, et permettant de remplacer l'extrémité distale 9 lorsque celle-ci est dégradée. Pour un travail de réparation d'enfoncement d'une tôle, l'embout interchangeable 6a peut avantageusement être en acier, permettant sa soudure à la tôle. Pour une opération de rétreinte de tôle ou un travail de soudure par point, l'embout interchangeable 6a peut avantageusement être en cuivre, évitant sa soudure sur la tôle. La seconde électrode 7 comprend avantageusement une extrémité distale 11 en cuivre, évitant sa soudure sur la tôle. Ainsi, après passage du courant, pour une opération de déformation de tôle, on assure la soudure de la première électrode 6 et on évite la soudure de la seconde électrode 7 sur la tôle. De la sorte, la seconde électrode 7 peut revenir en position inactive après soudure de la première électrode 6. On considère maintenant le mode de réalisation de la figure 1. On retrouve les éléments essentiels des figures 2 et 3, et en particulier la première électrode 6, la seconde électrode 7, le tronçon proximal 17 de seconde électrode 7, l'extrémité proximale 10 de la première électrode 6. La seconde électrode 7 est montée fixe sur un boîtier isolant 23 de préhension en forme de pistolet, avec une poignée de préhension 23a. La première électrode 6 est connectée électriquement à un premier conducteur électrique 24, dont l'extrémité 24a peut osciller axialement dans le boîtier isolant 23 selon un débattement illustré par la double flèche 24b, et est en prise sur un tronçon intermédiaire 6c de la première électrode 6. La seconde électrode 7 est connectée électriquement à un second conducteur électrique 25, dont l'extrémité 25a est vissée dans un logement postérieur du tronçon proximal 17 de seconde électrode 7. On peut prévoir une gâchette 26, actionnable par l'utilisateur, et conformée pour solliciter un commutateur électrique 27 commandant l'alimentation électrique des électrodes. Par exemple, comme illustré sur la figure 4, le commutateur électrique 27 est raccordé électriquement au générateur de courant électrique 8, qu'il pilote pour que ce dernier produise le courant électrique envoyé aux électrodes par les conducteurs électriques respectifs 24 et 25. Sur les figures 1 et 4, un vérin 13 peut être prévu en partie postérieure du boîtier isolant 23. Selon une première possibilité, une première partie du vérin est couplée à l'extrémité proximale 10 de la première électrode 6, et la seconde partie du vérin est libre pour constituer une masselotte afin d'appliquer sur ladite première électrode 6 des impulsions axiales de déformation. Selon une seconde possibilité, une première partie du vérin est couplée au boîtier isolant 23, et la seconde partie du vérin est libre pour constituer une masselotte afin d'appliquer au boîtier des impulsions de déformation, lesdites impulsions étant transmises à la première électrode 6. Pour effectuer une réparation d'enfoncement de la tôle 3 (figure 4), l'utilisateur décape la zone enfoncée 2. Puis, en tenant d'une main le dispositif par le boîtier isolant 23, l'utilisateur applique l'extrémité distale 9 de la première électrode 6 au centre de la zone enfoncée 2, et il pousse le boîtier isolant 23 et la seconde électrode 7 jusqu'à amener l'extrémité distale 11 en contact de la tôle 3. Le courant électrique provenant du générateur de courant électrique 8 passe alors à travers les électrodes 6 et 7 et dans la zone de tôle 3 entre les points de contact respectifs des électrodes 6 et 7 sur la tôle 3, provoquant la soudure de la première électrode 6. L'utilisateur relâche la poussée du boîtier isolant 23 vers la tôle 3, de sorte que la seconde électrode 7 et le boîtier isolant 23 reculent sous l'action du ressort 21. L'utilisateur peut ensuite solliciter la tôle 3 par action sur la première électrode 6 qui lui est soudée. En fin d'opération, lorsque la tôle 3 est suffisamment ramenée à son galbe désiré 2a, l'utilisateur fait pivoter axialement le boîtier isolant 23 autour de l'axe longitudinal de la première électrode 6, ce qui fait rompre la soudure et détache la première électrode à l'écart de la tôle 3 réparée. Il suffit ensuite de finir la zone de surface 2 précédemment décapée, par exemple par ponçage, masticage, peinture. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1-Dispositif électrique à deux électrodes (6,7) pour le travail de tôle (3), comprenant une première électrode (6) et une seconde électrode (7) conformées pour être mises chacune au contact d'une tôle (3) à travailler et pour être connectées aux bornes respectives d'un générateur de courant électrique (8), caractérisé en ce que les deux électrodes (6,7) sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par des moyens de liaison mécanique (15,19, 20) les rendant solidaires l'une de l'autre tout en les maintenant isolés électriquement l'une de l'autre et tout en autorisant leur déplacement relatif entre une position active dans laquelle les deux électrodes (6,7) sont simultanément au contact de deux zones respectives proches sur la tôle (3) à travailler, et une position inactive dans laquelle la première électrode (6) reste au contact de la tôle (3) à travailler tandis que la seconde électrode (7) est à l'écart de la tôle (3) à travailler. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde électrode (7) est sollicitée vers sa position inactive par des moyens de rappel (21). 3-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont des moyens élastiques tels qu'un ressort hélicoïdal de compression (21) en prise sur l'une et l'autre des électrodes (6,7). 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que : - la première électrode (6) est une tige axiale, ayant une extrémité distale (9) adaptée pour venir en contact de la tôle (3) à travailler, et ayant une extrémité proximale (10), - la seconde électrode (7) est un tube à alésage axial, ayant une extrémité distale (11) adaptée pour venir en contact de la tôle (3) à travailler, - la seconde électrode (7) est montée coulissante sans contact électrique autour de la première électrode (6), et présente un alésage supérieur au diamètre de la première électrode (6), - la seconde électrode (7) est guidée en coulissement sur la première électrode (6) par des moyens de guidage (15,19, 20) électriquement isolants. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en position inactive, l'extrémité proximale (10) de la première électrode (6) reste accessible hors de la seconde électrode (7) pour recevoir des sollicitations mécaniques. 6-Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le mouvement de la seconde électrode (7) sur la première électrode (6) est limité en position inactive par une butée de fin de course (15,18b). 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage en rotation axiale (14,20) de la seconde électrode (7) autour de la première électrode (6). 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la première électrode (6) comprend, à son extrémité distale (9), un embout interchangeable (6a), pouvant être en acier pour un travail de réparation d'enfoncement de tôle, et pouvant être en cuivre pour un travail de rétreinte ou un travail de soudure par point. 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la seconde électrode (7) comprend une extrémité distale (11) en cuivre. 10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la seconde électrode (7) est montée fixe sur un boîtier isolant (23) de préhension en forme de pistolet, ayant une gâchette (26) conformée pour solliciter un commutateur électrique (27) commandant l'alimentation électrique des électrodes (6,7).