Brevet FR2859120A1 — publié le 20050304

Fer à souder à caractéristiques d'échauffement améliorées L'invention concerne un fer à souder, utilisable notamment par les couvreurs, les zingueurs et les ferblantiers pour souder en général du zinc, des métaux ou alliages composites à base de zinc, et des métaux ou alliages en feuilles revêtues ou non de matière synthétique. Un fer à souder de ce genre comprend typiquement un brûleur qui réalise le mélange d'air primaire et de gaz combustible et qui forme dans le corps de chauffe une flamme qui échauffe la queue de panne. La chaleur se propage, par conduction, de la queue au corps de la panne, lequel prolonge la queue de panne hors du corps de chauffe et présente dans sa partie inférieure une partie active amenée au contact des pièces à travailler, notamment à souder. EP-A-0 208 583 décrit, par exemple, un tel fer, dans lequel l'aménagement d'un circuit d'air secondaire dans le corps de chauffe permet à la flamme produite par le brûleur de venir lécher toute la surface de la queue de panne. La principale difficulté rencontrée avec ce type de fer réside dans l'échauffement et le maintien en température de la partie active de la panne. En effet, seule la queue de panne est échauffée directement par la flamme du brûleur, de sorte que la mise en température de la panne peut être longue et consommer beaucoup de gaz. Jusqu'ici, les améliorations, par exemple FR-A-2312326, ont porté sur le transfert de chaleur entre la flamme issue du brûleur et la queue de panne au niveau de la chambre de combustion. Bien qu'intéressantes, ces améliorations n'agissent pas sur la propagation de chaleur entre la queue de la panne et sa partie active. Le but de l'invention est d'améliorer l'échauffement et le maintien en température de la partie active de la panne et, ce faisant, de réduire la consommation de gaz. L'invention prévoit d'échauffer directement, en plus de la queue, une zone du corps de panne, plus proche de la partie active, sans pour autant la mettre en contact avec la flamme issue du brûleur. On utilise, à cet effet, la chaleur d'une partie des gaz issus de la combustion. L'invention concerne un fer à souder à combustion de gaz comprenant un brûleur propre à être alimenté en gaz combustible et en comburant et une panne allongée, et des moyens pour fixer la panne de manière qu'elle soit léchée par les gaz de combustion produits par le brûleur. Selon une caractéristique de l'invention, la panne comprend au moins un conduit traversant par lequel peut circuler une partie des gaz de combustion. Cette disposition assure la circulation d'une partie des gaz issus de la combustion au travers du corps de panne. La chaleur de ces gaz se diffuse, le long du conduit, de manière à échauffer le corps de panne et ce de l'intérieur de la panne vers sa surface extérieure. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - Ledit conduit débouche sur la face avant de la panne. - Ledit conduit est formé par au moins un perçage traversant la panne de part en part. - Ledit conduit est formé par au moins un perçage amont qui communique avec au moins un perçage aval. - Au moins un perçage amont communique avec plusieurs perçages aval. - Le perçage amont se termine au-dessus d'une partie active 5 de la panne, destinée à venir en contact avec les pièces à souder. - L'axe du perçage amont et l'axe du brûleur forment un angle compris entre 90 et 120 degrés. - L'extrémité intérieure du perçage amont et celle dudit perçage aval coïncident sensiblement. - Ledit perçage aval est de plus petit diamètre que le 15 perçage amont. - L'axe du perçage amont et l'axe dudit perçage aval sont sensiblement perpendiculaires entre eux. - Un déflecteur est disposé sur la face avant de la panne, en regard de l'endroit où débouche ledit conduit, qui dirige les gaz de combustion à l'opposé de l'extrémité de travail de la panne. - Les moyens pour fixer la panne comprennent un corps de chauffe logeant une partie de la panne appelée queue de panne. - Au moins un perçage aval est en communication en aval avec 30 l'intérieur du corps de chauffe. - L'axe du perçage amont est sensiblement confondu avec l'axe du corps de panne. - Des moyens sont prévus pour guider les gaz de combustion dans le perçage longitudinal selon un parcours sensiblement hélicoïdal. - Le perçage amont présente dans sa région aval une section transversale annulaire. - Les moyens pour fixer la panne comprennent un trou fileté dans la partie supérieure de la panne apte à recevoir une vis 10 de fixation. - Le trou fileté débouche dans ledit conduit. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront 15 exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un fer à souder selon l'invention. Les figures 2, 4, 6, 8, 10, 12 et 14 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de la panne du fer à souder selon l'invention dans différents modes de réalisation. Les figures 3, 5, 7, 9, 11, 13 et 15 sont des vues en perspective de la panne du fer à souder selon l'invention dans différents modes de réalisation. Les dessins annexés comportent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition le cas échéant. Le fer à souder selon l'invention comprend de façon clas- Bique, comme montré sur la figure 1, un brûleur 1 constitué par un tube mélangeur 17 recevant axialement un jet de gaz formé par un injecteur 16. Ce jet de gaz se mélange à de l'air primaire admis à l'intérieur du tube 17 par des ouvertures radiales 18 traversant la paroi de celui-ci, immédiatement en avant de l'injecteur 16. Le tube mélangeur 17 se raccorde à son extrémité avant à un corps de chauffe 2, constitué par une pièce métallique creuse, dans laquelle est logée la queue 5 d'une panne 3 qui traverse une ouverture inférieure 6 du corps de chauffe 2. Le corps 4 de la panne 3, de forme allongée, fait saillie, vers le bas, au- delà de l'ouverture 6 et présente, dans sa partie inférieure, une section allant en décroissant jusqu'à son extrémité libre définissant la partie active 12 de la panne et destinée à venir au contact des pièces à souder. Le corps de panne 4 présente une face avant qui se situe à l'opposé de la main de l'utilisateur du fer à souder, c'est-à-dire à gauche sur le dessin de la figure 1. La queue de panne 5 est orientée selon un axe 19 qui est légèrement incliné vers l'avant et vers le bas lorsque l'axe 20 du tube mélangeur est horizontal. Elle est entourée d'une grille circulaire 23, percée sur l'ensemble de sa surface de trous de petit diamètre, placée à l'intérieur du corps de chauffe 2 entre la queue de panne 5 et l'extrémité du brûleur assurant ainsi une répartition plus uniforme de la flamme sur le pourtour de la queue de panne 5. La queue de panne, de forme générale cylindrique, est munie sur sa surface extérieure de rainures longitudinales 15 sur toute sa longueur, permettant d'augmenter la surface d'échange thermique entre la panne et le brûleur. À son extrémité supérieure, la queue de panne 5 se rétrécit progressivement selon une surface tronconique, tandis qu'à son extrémité inférieure, elle s'évase selon une surface sphérique convexe 13 de manière à atteindre un diamètre légèrement supérieur à celui de l'ouverture inférieure 6 du corps de chauffe 2. La surface formée par cet évasement 13 permet de faire varier la position de l'axe 19 de la queue de panne 5 par rapport au corps de chauffe 2 tout en maintenant un contact circulaire entre cette partie de la panne 13 et l'ouverture inférieure 6 du corps de chauffe 2. Dans un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 2 et 3, le corps de panne 4 est percé d'un unique perçage transversal 28, de section circulaire, dont l'origine se situe à la base de la queue de panne 5 et qui débouche sur la face avant du corps de panne 4 environ au milieu de sa hauteur. Une fois la panne 3 montée sur le corps de chauffe 2, l'origine du perçage transversal 28 se situe dans le corps de chauffe 2 en regard de l'extrémité du brûleur 1 et derrière la grille 23, de sorte qu'une partie des gaz issus de la combustion traverse le perçage transversal 28 en cédant de la chaleur aux parois, contribuant ainsi à échauffer le corps de panne 4 et donc la partie active de la panne 12. Dans tous les modes de réalisation décrits ci-après et illustrés sur les figures 4 à 14, le corps de panne 4 est percé suivant son axe central d'un perçage amont 8, borgne, de section circulaire, dont l'origine se situe à la base de la queue de panne 5 et qui se termine au-dessus d'un rétrécissement de section du corps de panne 4. Le corps de panne 4 comprend également au moins un perçage aval qui débouche dans le perçage amont 8. Lorsque la panne 3 est montée sur le corps de chauffe 2, l'origine du perçage amont 8 se situe dans le corps de chauffe 2 en regard de l'extrémité du brûleur 1 et derrière la grille 23, de sorte qu'une partie des gaz issus de la combustion traverse le perçage amont 8 en cédant de la chaleur aux parois, contribuant ainsi à échauffer le corps de panne 4 et donc la partie active de la panne 12. L'axe du perçage amont 8 est confondu avec l'axe central du corps de panne 4, l'échauffement est donc quasiment uniforme sur tout le pourtour du corps de panne 4. Les figures 4 et 5 montrent une configuration de la panne 3 du fer à souder selon l'invention, dans laquelle un perçage aval 49 est réalisé dans le corps de panne 4. Le perçage aval 49 se termine sensiblement à l'extrémité borgne du perçage amont 8. Une fois la panne 3 fixée sur le corps de chauffe 2, l'origine du perçage aval 49 est en regard d'un conduit 48 percé dans le corps de chauffe 2 qui débouche à l'intérieur du corps de chauffe 2 en avant de la queue de panne 5. Le diamètre du perçage 49 est sensiblement plus petit que le diamètre du perçage amont 8. Une partie des gaz issus de la combustion au niveau du brûleur 1 emprunte le perçage amont 8 puis le perçage aval 49 et retourne ainsi à l'intérieur du corps de chauffe 2 avant d'être évacuée hors de celui-ci par une ouverture 7 située dans sa partie supérieure. Un autre réalisation de la panne 3 du fer à souder selon l'invention est illustrée sur les figures 6 et 7, dans laquelle un perçage aval 9, de section circulaire plus petite que celle du perçage amont 8, est réalisé suivant un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe du perçage amont 8, dont l'origine se situe sur la face avant du corps de panne 4 au milieu environ de sa hauteur et qui communique avec le perçage amont 8 à proximité de son extrémité borgne. La figure 1 représente une légère variante de cette réalisation, dans laquelle l'origine du perçage aval 9 se situe au tiers environ de la hauteur du corps de panne. Accessoirement, comme indiqué sur les figures 12 et 13, le perçage amont 8 peut être muni de moyens pour guider les gaz de combustion comprenant un guide hélicoïdal (120) dont l'une des surfaces est au contact de la paroi du perçage amont 8 tandis que l'autre surface guide les gaz de combustion jusqu'au perçage aval 9 de manière hélicoïdale. L'écoulement des gaz de combustion est alors ralenti augmentant ainsi les échanges de chaleur avec le corps de panne 4 par l'intermédiaire de la surface du guide hélicoïdal 120 en contact avec la paroi du perçage amont 8. Dans une variante, comme indiqué sur les figures 10 et 11, le perçage amont 8 peut être muni d'un élément conducteur de chaleur 100, de forme générale cylindrique qui présente sur une partie de sa longueur un diamètre substantiellement inférieur au diamètre du perçage amont 8, laquelle reçoit la chaleur des gaz de combustion, et sur le reste de sa longueur une surface circulaire en contact avec la paroi du perçage amont, qui transmet la chaleur au corps de panne 4. L'élément conducteur de chaleur 100 permet d'augmenter la surface d'échange de chaleur entre les gaz de combustion et la panne 3 garantissant ainsi un meilleur échauffement de la partie active de la panne 12. Dans cette configuration, la panne 3 est munie d'un perçage aval 109 qui débouche perpendiculaire-ment dans la région annulaire 101 du perçage amont 8 laissée libre par l'insert 100. Les figures 14 et 15 illustrent une configuration avantageuse de la panne 3, dans laquelle la face avant du corps de panne 4 est munie d'un déflecteur 140 en regard de l'endroit où débouche le perçage aval 9 de manière à diriger les gaz de combustion qui traversent le corps de panne 4 à l'opposé de la partie active de la panne 12. Le déflecteur 140 comprend une face en vis-à-vis du perçage aval 9 et deux surfaces latérales entre lesquelles débouche le perçage aval 9. Une variante de la panne 3 du fer à souder selon l'invention est représentée sur les figures 8 et 9, dans laquelle quatre perçages aval 89, d'axes perpendiculaires à l'axe du perçage amont 8, débouchent dans le perçage amont 8 et dont les origines sont également réparties sur la moitié supérieure de la face avant du corps de panne 4. Les diamètres des quatre perçages aval 89 sont identiques et substantiellement plus petits que le diamètre du perçage amont 8. Dans tous les modes de réalisation décrits précédemment, l'axe 22 du corps de panne 4 et l'axe 19 de la queue de panne 5 contenus dans le plan de coupe de la figure 1 forment un angle d'environ 160 degrés de sorte que la partie active de la panne 12 n'est pas dans le prolongement exact du corps de chauffe 2 permettant ainsi l'accès à des zones de travail difficiles. Avantageusement, la queue de panne 5 est percée sur la totalité de sa longueur d'un trou 11 dont l'axe est confondu avec l'axe de la queue de panne 5 et qui débouche dans le perçage amont 8 ou dans le perçage transversal 28 suivant la configuration de la panne 3. Le trou 11 est taraudé sur une partie de sa longueur de manière à recevoir une vis de fixation 10 qui assure le maintien en position de la panne 3 et dont la tête s'appuie sur le corps de chauffe 4, assurant ainsi une pression au niveau du contact de la surface 13 avec le corps de chauffe 4 et donc l'étanchéité de l'intérieur du corps de chauffe 2. L'ouverture 7 pour le passage de la vis de fixation 10 est allongée dans la direction avant-arrière. On peut ainsi régler l'angle formé par l'axe 19 de la queue de panne 5 et l'axe 20 du brûleur. La largeur de l'ouverture 7 est juste suffisante pour le passage de la vis de fixation 10, de sorte que l'axe 19 de la queue de panne reste contenu dans le plan de coupe de la figure 1. D'autres configurations du fer à souder selon l'invention sont envisageables. En particulier, le corps de chauffe peut n'envelopper que partiellement la queue de panne ou être inexistant. La panne peut alors être fixée directement sur le brûleur ou par l'intermédiaire d'une pièce de liaison. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art. Revendications 1. Fer à souder à combustion de gaz comprenant un brûleur (1) propre à être alimenté en gaz combustible et en comburant et une panne allongée (3) , et des moyens pour fixer la panne de manière qu'elle soit léchée par les gaz de combustion produits par le brûleur (1), caractérisé en ce que la panne (3) comprend au moins un conduit traversant par lequel peut circuler une partie des gaz de combustion. 2. Fer à souder selon la revendication 1, dans lequel ledit conduit débouche sur la face avant de la panne (3). 3. Fer à souder selon l'une des revendication 1 ou 2, dans 15 lequel ledit conduit est formé par au moins un perçage (28) traversant la panne (3) de part en part. 4. Fer à souder selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit conduit est formé par au moins un perçage amont (8) qui communique avec au moins un perçage aval (9,49,89,109). 5. Fer à souder selon la revendication 4, dans lequel au moins un perçage amont (8) communique avec plusieurs perçages 25 aval (89). 6. Fer à souder selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel le perçage amont (8) se termine au-dessus d'une partie active (12) de la panne (3), destinée à venir en contact avec les pièces à souder. 7. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel l'axe du perçage amont (8) et l'axe du brûleur (1) forment un angle compris entre 90 et 120 degrés. 8. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel l'extrémité intérieure du perçage amont (8) et celle dudit perçage aval (9,49,89) coïncident sensiblement. 9. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel ledit perçage aval (9,49,89,109) est de plus petit diamètre que le perçage amont (8). 10. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 9, dans 10 lequel l'axe du perçage amont (8) et l'axe dudit perçage aval (9,89,109) sont sensiblement perpendiculaires entre eux. 11. Fer à souder selon l'une des revendications 2 à 10, dans lequel un déflecteur (140) est disposé sur la face avant de la panne (3), en regard de l'endroit où débouche ledit conduit, qui dirige les gaz de combustion à l'opposé de l'extrémité de travail de la panne (3). 12. Fer à souder selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens pour fixer la panne comprennent un corps de chauffe (2) logeant une partie (5) de la panne appelée queue de panne. 13. Fer à souder selon la revendication 12 rattachée à la revendication 4, dans lequel au moins un perçage aval (49) est en communication en aval avec l'intérieur du corps de chauffe (2). 14. Fer à souder selon l'une des revendications 12 et 13 rattachées à la revendication 4, dans lequel l'axe du perçage amont (8) est sensiblement confondu avec l'axe du corps de panne (4). 15. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 14, dans 35 lequel sont prévus des moyens (120) pour guider les gaz de combustion dans le perçage longitudinal (8) selon un parcours sensiblement hélicoïdal. 16. Fer à souder selon l'une des revendications 4 à 15, dans 5 lequel le perçage amont présente dans sa région aval une section transversale annulaire. 17. Fer à souder selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens pour fixer la panne (3) comprennent un trou fileté (11) dans la partie supérieure de la panne (3) apte à recevoir une vis de fixation (10). 18. Fer à souder selon la revendication (17), dans lequel le trou fileté (11) débouche dans ledit conduit.