Brevet FR2969519A1 — publié le 20120629

DISPOSITIF POUR SOUDER ENSEMBLE DEUX PIECES EN TOLE, POUR MACHINE A SOUDER MONO-POINT La présente invention concerne un dispositif pour souder ensemble deux pièces, ce dispositif étant destiné à être placé entre une table supérieure et une table inférieure d'une machine à souder de type mono-point. De telles machines à souder sont installées dans les ateliers de ferrage des lignes de production de véhicules automobiles. Ces machines sont couramment utilisées pour assembler ensemble par une soudure mono-point : - une vis et une pièce en tôle d'acier, - un écrou et une pièce en tôle d'acier, - deux pièces en tôle d'acier. Pour souder de telles pièces, on équipe chacune des deux tables de la machine à souder d'un support porte électrode, du porte électrode et de son électrode. Ces supports étant indépendants et fixés directement sur les tables, ils doivent être réglés pour aligner axialement les électrodes montées par l'intermédiaire des portes électrodes sur leurs supports. Chacun de ces deux supports est spécifique pour chaque type de pièce à souder car il comporte à cet effet des équipements pour maintenir les pièces à souder. Ces supports doivent être démontés des tables de la machine à souder en cas de changement de campagne pour libérer la machine et nécessitent à cet effet une zone de stockage importante. A chaque démontage des supports, les tuyaux d'eau de refroidissement des électrodes étant solidaires de ces derniers risquent d'être détériorés lors des manipulations et stockages successifs. On constate également des défauts de qualité et d'aspect des soudures réalisées du fait de l'assemblage en porte-à-faux par rapport à l'axe machine. Une machine à souder du type décrit ci-dessus a été décrite notamment dans le brevet US 4 845 333. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des process d'assemblage cités ci-dessus. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un dispositif pour souder ensemble deux pièces, ce dispositif étant destiné à être placé entre une table supérieure et une table inférieure d'une machine à souder, caractérisé en ce qu'il comprend un plateau supérieur et un plateau inférieur reliés entre eux par des colonnes de guidage perpendiculaires à ces deux plateaux, chacun de ces deux plateaux comprenant des moyens pour le fixer de façon amovible à la table supérieure ou inférieure de la machine à souder et une électrode de soudure perpendiculaire aux plateaux et dirigée axialement vers l'électrode portée par l'autre plateau, l'un de ces deux plateaux comportant en outre un support qui comprend des moyens pour fixer à ce support, de façon amovible, un porte-outil pour maintenir les deux pièces à souder entre les deux électrodes. Les deux plateaux du dispositif selon l'invention forment ainsi un ensemble unitaire facile à manipuler et à monter entre les deux tables de la machine à souder. Les deux plateaux, guidés par les colonnes, maintiennent les deux électrodes axialement l'une par rapport à l'autre, de sorte que ces électrodes ne nécessitent aucun réglage. De même, le support porte outil fixé à l'un des deux plateaux permet une fixation facile d'un porte outil pour maintenir les deux éléments à souder entre les 20 deux électrodes. De préférence, le plateau comportant ledit support porte outil est le plateau inférieur. Dans une version avantageuse de l'invention, les deux plateaux comprennent une plaque supportant deux tuyaux destinés à véhiculer un fluide pour refroidir 25 respectivement les deux électrodes pendant chaque opération de soudure. La plaque ci-dessus permet le débranchement des tuyaux destinés au refroidissement des électrodes de façon à demeurer sur la machine à souder et ainsi à réduire les risques de détérioration de ces tuyaux. Dans une version particulièrement avantageuse de l'invention, les électrodes 30 portées par les deux plateaux sont positionnées chacune dans un porte-électrode, l'ensemble électrode et porte-électrode étant réglé et adapté pour réaliser l'une des trois opérations suivantes : - souder une vis à une pièce en tôle, - souder un écrou à une pièce en tôle, - souder deux pièces en tôle. Les trois opérations ci-dessus peuvent ainsi être effectuées par trois dispositifs selon l'invention différents l'un de l'autre par des ensembles porte- électrodes et électrodes préréglés et adaptés pour chaque opération. De préférence également, le porte-outil pour maintenir les éléments à souder entre les deux électrodes est adapté pour maintenir : - soit une vis et une pièce en tôle, - soit un écrou et une pièce en tôle, - soit deux pièces en tôles. Cette disposition facilite encore davantage la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention pour effectuer les opérations de soudure évoquées ci-dessus. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le support porté par l'un des deux plateaux du dispositif selon l'invention comprend un évidement pour recevoir une partie de forme complémentaire dudit porte-outil et des moyens de serrage pour serrer ladite partie du porte-outil contre une face dudit évidement. Cette disposition facilite la mise en place et la fixation du porte-outil. Ces moyens de serrage peuvent comprendre une vis solidaire d'une poignée de serrage destinée à être manoeuvrée par l'opérateur. De préférence, ladite partie de forme complémentaire du porte-outil comprend un évidement de section transversale en T débouchant sur une face dudit porte-outil destinée à être serrée contre ladite face de l'évidement dudit support, ledit évidement de section transversale en T pouvant s'engager par coulissement sur une partie de forme complémentaire faisant saillie sur ladite face de l'évidement du support, sur laquelle est vissée ladite vis, cette vis étant engagée dans un alésage réalisé dans ledit support entre ledit évidement du support et une face de ce support opposée à cet évidement, la poignée de serrage de la vis comportant une surface annulaire en appui contre ladite face du support. Ainsi, le porte-outil peut être monté facilement en le faisant coulisser par rapport au support puis en tournant la poignée pour serrer la vis. De préférence également, ladite face de l'évidement du support est perpendiculaire à la table sur laquelle est fixé ledit support et ladite face est dirigée vers le porte-électrode porté par ledit plateau. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, la partie du porte-outil comprenant l'évidement de section transversale en T est en matière électriquement isolante. Dans un mode de réalisation également avantageux de l'invention, le porte- outil comprend une partie comportant des moyens de fixation des pièces à souder, cette partie étant traversée par un trou de passage de l'électrode. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 1 est une vue en élévation d'une machine à souder mono-point d'un type connu, - la figure 2 est une vue en perspective d'un premier dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant un deuxième dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une vue analogue aux figures 2 et 3 montrant un troisième dispositif selon l'invention, - la figure 5 montre une pièce en tôle et une vis destinés à être soudés ensemble au moyen du dispositif selon la figure 2, - la figure 6 montre une pièce en tôle et un écrou destinés à être soudés ensemble au moyen du dispositif selon la figure 3, - la figure 7 montre deux pièces en tôle destinées à être soudées ensemble au moyen du dispositif selon la figure 4, - la figure 8 est une vue en perspective du support destiné à la fixation amovible d'un porte-outil, - la figure 9 est une vue de dessus du support de la figure 8 auquel est fixé le porte-outil, - la figure 10 est une vue latérale de l'ensemble support et porte-outil représenté sur la figure 9. La figure 1 représente schématiquement une machine à souder mono-point comprenant essentiellement une table supérieure 1 mobile verticalement vers une table inférieure fixe 2. Les figures 2, 3 et 4 représentent chacune un dispositif selon l'invention pour souder ensemble deux pièces grâce à une soudure mono-point. Chacun des dispositifs ci-dessus est destiné à être placé entre la table supérieure 1 et la table inférieure 2 de la machine à souder, représentée sur la figure 1. Les figures 2 à 4 montrent que chaque dispositif comprend un plateau supérieur 3 et un plateau inférieur 4 reliés entre eux par deux colonnes de guidage télescopiques 5, 6 perpendiculaires aux deux plateaux 3, 4. Chacun des deux plateaux 3, 4 comprend des moyens pour la fixer de façon amovible dans une position géométrique précise et répétitive aux tables supérieure 1 ou inférieure 2 de la machine à souder. En outre, chaque plateau 3, 4 porte en son centre une électrode de soudure 7, 8 perpendiculaire au plateau 3, 4 et dirigée axialement vers l'électrode 7, 8 portée par l'autre plateau. L'un de ces deux plateaux, à savoir le plateau inférieur 4, comporte en outre un support 9 qui comprend des moyens pour fixer à ce support, de façon amovible, un porte-outil 24 (non représenté sur les figures 2 à 4) pour maintenir les deux pièces à souder entre les deux électrodes 7, 8. Lorsque le dispositif ci-dessus est placé entre les tables 1 et 2 de la machine représentée sur la figure 1, la table supérieure 1 pousse le plateau 3 vers le plateau 4 fixé sur la table inférieure 2. Le déplacement du plateau 3 est guidé axialement par rapport au plateau grâce aux deux colonnes 5, 6, de sorte que les deux électrodes 7, 8 se déplacent axialement l'une vers l'autre. Les plateaux 3,4 comprennent de plus une plaque 10 portant deux embouts 12, 13 de raccordement des tuyaux destinés à véhiculer un fluide pour refroidir respectivement les deux électrodes 7, 8 pendant chaque opération de soudure. Ainsi, ces tuyaux ne risquent pas d'être détériorés lors des manipulations. Les électrodes 7, 8 portées par les deux plateaux 3, 4 sont positionnées chacune dans un porte-électrode 14, 15. L'ensemble électrodes 7, 8 et porte-électrodes 14, 15 est préréglé et adapté pour réaliser l'une des trois opérations suivantes : - souder (voir figure 5) une vis 16 à une pièce en tôle 17, - souder (voir figure 6) un écrou 18 à une pièce en tôle 19, - souder (voir figure 7) deux pièces en tôle 20, 21. Le porte-outil, qui sera décrit en détail plus loin, destiné à maintenir les deux pièces à souder entre les deux électrodes 7, 8 est adapté pour maintenir : - soit la vis 16 et la pièce en tôle 17, - soit l'écrou 18 et la pièce en tôle 19, - soit les deux pièces en tôles 20, 21. Ainsi, les trois dispositifs selon l'invention, représentés sur les figures 2 à 4, sont conçus et préréglés spécifiquement pour effectuer les trois opérations de soudure ci-dessus. Une fois mis en place entre les deux tables 1, 2 de la machine à souder, ces dispositifs ne nécessitent individuellement aucun réglage ou manipulation complémentaire, mis à part le branchement des tuyaux de refroidissement des électrodes 7, 8. Les figures 8 et 9 montrent que le support 9 fixé sur le plateau inférieur 4 comprend un évidement 22 pour recevoir une partie 23 de forme complémentaire du porte-outil 24 et des moyens de serrage pour serrer la partie 23 du porte-outil 24 contre une face plane 22a de l'évidement 22. Ces moyens de serrage comprennent une vis 25 solidaire d'une poignée de serrage 26. Comme on le voit sur la figure 9, la partie 23 de forme complémentaire du porte-outil 24 comprend un évidement 27 de section transversale en T débouchant sur une face 23a du porte-outil 24 destinée à être serrée contre la face 22a de l'évidement 22 du support 9. L'évidement 27 de section transversale en T peut s'engager par coulissement sur une partie 28 de forme complémentaire faisant saillie sur la face 22a de l'évidement 22 du support 9. Sur cette partie 28 est vissée la vis 25. Cette vis 25 est engagée dans un alésage 29 réalisé dans le support 9 entre l'évidement 22 du support 9 et la face extérieure 9a du support 9 opposée à cet évidement 22. La poignée de serrage 26 de la vis 25 comporte une surface annulaire 26a en appui contre la face extérieure 9a du support 9. La face 22a de l'évidement 22 du support 9 est perpendiculaire à la table 4 sur laquelle est fixé le support 9 et cette face 22a est dirigée vers le porte-électrode 15 porté par le plateau 4. Par ailleurs, la partie 23 du porte-outil 24 comprenant l'évidement 27 de section transversale en T est en matière électriquement isolante. La figure 9 montre, de plus, que le porte-outil 24 comprend une partie 30 comportant des moyens de fixation des pièces à souder. Cette partie 30 est traversée par un trou 31 de passage de l'électrode 8, comme montré sur la figure 10. Pour fixer le porte-outil 24 sur le support 9, on procède comme suit. On place le porte-outil 24 au-dessus de l'électrode 8 et du support 9 et on engage l'évidement 27 de section en T sur la partie saillante 28 du support 9 et le trou de passage 31 sur l'électrode 8 et on fait coulisser le porte-outil 24 vers le bas jusqu'à une position de fin de course limitée par une butée. Lors de ce mouvement, l'évidement 27 de la partie 23 du porte-outil 24 coulisse sur la partie complémentaire 28 du support 9 et dans l'évidement 22 de ce support 9. Il suffit ensuite de faire tourner la poignée 26 pour visser la vis 25 dans la partie 28 pour serrer la face 23a de la partie 23 du porte-outil 24 sur la face 22a du support 9. La position du porte-outil 24 est alors parfaitement définie suivant trois axes perpendiculaires. La position des pièces à souder sur le porte-outil 24 par rapport aux électrodes 7, 8 est également parfaitement garantie. Les principaux avantages des dispositions que l'on vient de décrire sont les suivants : - gain de place pour stocker les dispositifs, - gain au niveau de la qualité des soudures, - gain de maintenance, compte-tenu de la standardisation des équipements de soudure, - gain de temps de montage et démontage du porte-outil et de la mise en place du dispositif sur la machine à souder. REVENDICATIONS1. Dispositif pour souder ensemble deux pièces (16, 17 ; 18, 19 ; 20, 21), ce dispositif étant destiné à être placé entre une table supérieure (1) et une table inférieure (2) d'une machine à souder, caractérisé en ce qu'il comprend un plateau supérieur (3) et un plateau inférieur (4) reliés entre eux par des colonnes de guidage (5, 6) perpendiculaires à ces deux plateaux (3, 4), chacun de ces deux plateaux (3, 4) comprenant des moyens pour le fixer de façon amovible à la table supérieure (1) ou inférieure (2) de la machine à souder et une électrode de soudure (7, 8) perpendiculaire aux plateaux (3, 4) et dirigée axialement vers l'électrode portée par l'autre plateau, l'un de ces deux plateaux (3, 4) comportant en outre un support (9) qui comprend des moyens pour fixer à ce support (9), de façon amovible, un porte-outil (24) pour maintenir les deux pièces à souder entre les deux électrodes (7, 8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau comportant ledit support (9) est le plateau inférieur (4). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux plateaux (3, 4) comprennent une plaque (10) supportant deux tuyaux destinés à véhiculer un fluide pour refroidir respectivement les deux électrodes (7, 8) pendant chaque opération de soudure. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les électrodes (7, 8) portées par les deux plateaux (3, 4) sont positionnés chacun dans un porte-électrode (14, 15), l'ensemble électrode (7, 8) et porte-électrode (14, 15) étant réglé et adapté pour réaliser l'une des trois opérations suivantes : - souder une vis (16) à une pièce en tôle (17), - souder un écrou (18) à une pièce en tôle (19), - souder deux pièces en tôle (20, 21). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le porte-outil (24) pour maintenir les deux pièces à souder entre les deux électrodes (7, 8) est adapté pour maintenir : - soit une vis (16) et une pièce en tôle (17), - soit un écrou (18) et une pièce en tôle (19), - soit deux pièces en tôles (20, 21). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit support (9) comprend un évidement (22) pour recevoir une partie (23) de forme complémentaire dudit porte-outil (24) et des moyens de serrage pour serrer ladite partie (23) du porte-outil (24) contre une face (22a) dudit évidement (22). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage comprennent une vis (25) solidaire d'une poignée de serrage (26). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie (23) de forme complémentaire du porte-outil (24) comprend un évidement (27) de section transversale en T débouchant sur une face (23a) dudit porte-outil (24) destinée à être serrée contre ladite face (22a) de l'évidement dudit support (9), ledit évidement (27) de section transversale en T pouvant s'engager par coulissement sur une partie (28) de forme complémentaire faisant saillie sur ladite face (22a) de l'évidement (22) du support (9), sur laquelle est vissée ladite vis (25), cette vis (25) étant engagée dans un alésage (29) réalisé dans ledit support (9) entre ledit évidement (22) du support (9) et une face (9a) de ce support (9) opposée à cet évidement (22), la poignée de serrage (26) de la vis (25) comportant une surface annulaire (26a) en appui contre ladite face (9a) du support (9). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite face (22a) de l'évidement (22) du support (9) est perpendiculaire à la table (4) sur laquelle est fixé ledit support (9) et ladite face (22a) est dirigée vers le porte-électrode (15) porté par ledit plateau (4). 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la partie (23) du porte-outil (24) comprenant l'évidement (27) de section transversale en T est en matière électriquement isolante. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le porte-outil (24) comprend une partie (30) comportant des moyens de fixation des pièces à souder, cette partie (30) étant traversée par un trou (31) de passage de l'électrode (8).