FR2535994A1 - Holder for bolts to be resistance welded to workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE MAINTIEN DE BOULONS POUR BOULONS A SOUDER
L'invention concerne un dispositif de maintien de boulons pour boulons à souder, qus pour être soudés sur une pièce d'oeuvre, sont maintenus entre au moins deux mâchoires de maintien, susceptibles d'être écartées l'une de l'autre du support de boulons.BOLT HOLDER FOR WELDED BOLTS
The invention relates to a bolt holding device for weld bolts, which to be welded to a workpiece, are held between at least two holding jaws, which can be separated from one another from the support. of bolts.
De tels supports de boulons sont en principe connus. Comme le courant nécessaire à la soudure passe par un tel dispositif de maintien de boulons, celui-ci doit présenter une bonne conductibilité électrique. Il est en conséquence classique de réaliser un tel dispositif de maintien de boulons en un matériau présentant une bonne conductibilité électrique, tel qu'un alliage de suivrez Comme, en outre, une bonne résistance à l'abrasion mécanique est souhaitable, il est également connu de réaliser un tel dispositif de support de boulons en un bronze au beryllium susceptible d'être trempé. In principle, such bolt supports are known. As the current required for welding passes through such a bolt holding device, it must have good electrical conductivity. It is therefore conventional to produce such a device for holding bolts in a material having good electrical conductivity, such as an alloy to follow. As, moreover, good resistance to mechanical abrasion is desirable, it is also known. to produce such a bolt support device in a beryllium bronze capable of being hardened.
Les supports de boulons connus ne sont toutefois pas encore conformes aux exigences imposées dans toutes les conditions de mi-se en oeuvre
L'invention a pour but de créer un dispositif de maintien de boulons du type initialement mentionné, qui garantisse, pour un mode de fonctionnement sûr et pratiquement exempt d'entretien des durées de vie très élevées.Known bolt supports, however, do not yet comply with the requirements imposed under all conditions of half-implementation
The object of the invention is to create a bolt holding device of the type initially mentioned, which guarantees, for a safe and practically maintenance-free operating mode, very long service lives.
Pour atteindre ce but, l'invention prévoit que les surfaces de maintien des machoires de maintien du dispositif de maintien de boulons qui sont au contact d'un boulon positionné en vue de la soudure, sont constituées d'un matériau qui contient une proportion importante de tungstène. To achieve this object, the invention provides that the holding surfaces of the holding jaws of the bolt holding device which are in contact with a bolt positioned for welding, are made of a material which contains a large proportion of tungsten.
L'avantage essentiel susceptible d'être obtenu conformément à l'inventions est que de façon remarquable, de grands nombres de processus de soudure peuvent être effectués sans que le dispositif de maintien de boulons conformes à l'invention9 laisse apparaitre des traces d'usure. On peut avec le dispositif de maintien de-boulons conforme à l'invenD tion, atteindre des durées de vie qui dépasseat au moins largement les durées de vie connues jusqu'à maintenant. The essential advantage which can be obtained in accordance with the invention is that, remarkably, large numbers of welding processes can be carried out without the bolt holding device in accordance with the invention9 showing signs of wear. . With the bolt holding device in accordance with the invention, it is possible to reach service lives which at least greatly exceed the service lives known up to now.
Le matériau utilisé conformément à lrinvention, dans la tête du dispositif de maintien de boulon, ne présente pas seulement une conductibilité électrique remarquable, mais présente simultanément aussi une dureté d'une importance telle qu'en dehors d'un fonctionnement irréprochable, des durées de vie très élevées peuvent également être obtenues, lorsqu'on traite des boulons à souder sur le fût desquels est prévu un profil présentant des zones de bordures à aretes vives, comme cela est fréquemment le cas. The material used in accordance with the invention, in the head of the bolt holding device, not only exhibits remarkable electrical conductivity, but simultaneously also has a hardness of such importance that apart from flawless operation, durations of Very high life can also be obtained, when treating weld bolts on the barrel of which is provided a profile having areas of edges with sharp edges, as is frequently the case.
On obtient en outre, conformément à l'invention l'avantage remarquable que les souillures redoutées dans le cas des dispositifs connus de maintien de boulons n'interviennent pas ici, ces souillures provenant de ce que des matériaux projetés viennent se déposer, lors du processus de soudage, sur la tête du dispositif de maintien de boulons. In addition, in accordance with the invention, the remarkable advantage is obtained that the dreaded stains in the case of known devices for holding bolts do not intervene here, these stains coming from the fact that projected materials are deposited during the process. welding, on the head of the bolt holding device.
Ces dépôts de matériaux sur la tgte d'un dispositif de maintien de boulons, entraînant, d'une part, ne dépense de nettoyage ou d'entretien à peine supportable et/ou aboutissent à ce que les dispositifs de maintien de boulons doivent être fréquemment remplacés.These deposits of material on the head of a bolt holding device, leading, on the one hand, to hardly barely bearable cleaning or maintenance expenditure and / or result in the bolt holding devices having to be frequently replaced.
Dans le cas du dispositif de maintien de boulons conforme à l'invention, de telles souillures par dépôt de matériaux qui se trouvent projetés à partir de l'emplacement de soudure lors du processus de soudure, ntinterviennent pratiquement pas. In the case of the bolt holding device according to the invention, such stains by depositing materials which are projected from the weld location during the welding process, practically do not occur.
Cet avantage remarquable est vraisemblablement dû au fait que le matériau utilisé conformément à l'inen- tion présente un point de fusion très élevé.This remarkable advantage is probably due to the fact that the material used according to the invention has a very high melting point.
Une forme de réalisation avantageuse de l'invention, prévoit que le matériau utilisé conformément à l'invention, est utilisé sur la tête du dispositif de maintien de boulons, aux emplacements que peuvent atteindre les particules de matériau projetées lors du processus de soudage. An advantageous embodiment of the invention provides that the material used in accordance with the invention is used on the head of the bolt holding device, at the locations which the particles of material projected during the welding process can reach.
Dans la plupart des cas d'utilisation, il est toutefois suffisant que la disposition soit telle; que les surfaces de maintien soient constituées par un revêtement déposé respectivement sur les mâchoires de maintien. In most use cases, however, it is sufficient that the layout is such; that the retaining surfaces consist of a coating deposited respectively on the retaining jaws.
L'invention prévoit alors de préférence, que ce revêtement est brasé sur les mâchoires de maintien. The invention then preferably provides that this coating is brazed on the holding jaws.
Une forme de réalisation partir lièrement avantageuse du but de linvention se distingue en ce que le revêtement est constitué par une douille fendue dans les espaces intermédiaires entre les mâchoires de maintien individuelles. A particularly advantageous embodiment from the object of the invention is distinguished in that the coating consists of a split socket in the intermediate spaces between the individual holding jaws.
Selon une autre forme avantageuse de l'invention, il est prévu que, en égard à quatre mâchoires de maintien disposées équidistantes à la périphérie d'un cercle, une douille cylindrique cir culaire est disposée, en étant brasée, le long de la surface p#riphérique interne de la surface cylindrique constituée par les mâchoires de maintien, et l'ensemble des mâchoires de maintien est constitué par des machoires de maintien susceptibles d2dtre écartées lauze de l'autre grâce å des fentes en croix. According to another advantageous form of the invention, it is provided that, with respect to four holding jaws arranged equidistant at the periphery of a circle, a circular cylindrical sleeve is arranged, being brazed, along the surface p # internal device of the cylindrical surface formed by the holding jaws, and the set of holding jaws is constituted by holding jaws which can be spread apart on the other side by means of cross slits.
Une autre réalisation avantageuse de l'invention se distinguo en ce que le matériau comportant une proportion importante de tungstène est un alliage de tungstène dans lequel la partie constituant principalement l'alliage est en tungstène, tandis qu'il y a respectivement quelques pourcents de cuivre et de nickel Il peut alors être prévu de préférence, que le matériau soit un matériau fritté. Another advantageous embodiment of the invention is distinguished in that the material comprising a significant proportion of tungsten is a tungsten alloy in which the part constituting mainly the alloy is made of tungsten, while there are respectively a few percent of copper and nickel It can then preferably be provided that the material is a sintered material.
Une conformation de leobjet de l'invention particulièrement favorable du point de vue de la technique d'appareillage, prévoit que les surfaces de maintien sont disposées sur la surface périphérique interne d'un cylindre présentant un diamètre qui est au moins égal au diamètre que comporte, dans sa zone limitrophe des surfaces de maintien, une surface de guidage de boulons allant en se rétrécissant vers les surfaces de maintien, La disposition peut alors entre de préférence telle que, les surfaces de maintien soient disposées sur un diamètre légèrement supérieur à celui de la zone limitrophe des surfaces de maintien de la surface de guidage de boulons0 De cette façon, on peut garantir que mEme après une utilisation très longue, au cours de laquelle la surface de guidage des boulons a été soumise a une usure, les boulons à souder peuvent arriver dans leur position de soudage sans avoir à surmonter un seuil. A conformation of the object of the invention particularly favorable from the point of view of the fitting technique, provides that the retaining surfaces are arranged on the internal peripheral surface of a cylinder having a diameter which is at least equal to the diameter which comprises , in its zone bordering the retaining surfaces, a bolt guide surface which tapers towards the retaining surfaces, the arrangement may then preferably be such that the retaining surfaces are arranged on a diameter slightly greater than that of the area bordering the retaining surfaces of the bolt guide surface 0 In this way, it can be guaranteed that even after very long use, during which the guide surface of the bolts has been subject to wear, the bolts to be welded can reach their welding position without having to overcome a threshold.
Une forme de réalisation parti- culièrement avantageuse de l#objet de leinvention, prévoit que la surface de guidage de boulons se rétrécissant, comporte en direction du déplaoement du boulon, un rétrécissement progressi-:ement plus important. Il est alors, de préference, prévu que le rétrécissement en direction du déplacement du boulon, est~croissant depuis un angle de cone d'environ 20 dans la zone antérieure9 jusqutà un angle de cône d'ena viron 4o dans la zone arrière limitrophe des surfaces de maintien.Avec une disposition de ce type, on peut obtenir un progrès technique important, à savoir que les boulons à souder, sur leur trajet le long de la surface de guidage des boulons vers la position prévue pour le traitement, ont essentiellement à surmonter un effort important de frottement uniforme
Plus un boulon à souder est éloigné de de serrage des måchoires de maintien, plus grand est le bras de levier avec lequel ces mâchoires de maintien sont écartées l'une de l'autre. En outre, la géomètrique du dispositif de maintien de boulons se modifie lorsque, pendant le parcours de la surface de guidage des boulons, les mâchoires sont progressivement écar tées l'une de l'autre.En t#enant compte de cette modification de géométrie et du bras de levier constamment croissant, un boulon à souder peut en conséquence, dans le cas de la conformation conforme à l'invention de la surface de guidage des boulons, parcourir cette surface de guidage en surmontant des efforts de frottement essentiellement constants.A particularly advantageous embodiment of the object of the invention provides that the shrinking bolt guide surface, comprises in the direction of the displacement of the bolt, a progressively greater shrinkage. It is then, preferably, provided that the narrowing in the direction of movement of the bolt is ~ increasing from a cone angle of about 20 in the anterior zone9 to a cone angle of about 40 in the rear zone bordering the Holding surfaces. With such an arrangement, significant technical progress can be achieved, namely that the bolts to be welded, in their path along the guide surface of the bolts to the position intended for processing, have essentially to overcome a significant effort of uniform friction
The farther away a welding bolt is from tightening the holding jaws, the larger the lever arm with which these holding jaws are spaced from each other. In addition, the geometry of the bolt holding device changes when, during the travel of the bolt guide surface, the jaws are progressively spaced apart from each other. and from the constantly increasing lever arm, a weld bolt can consequently, in the case of the conformation according to the invention of the guide surface of the bolts, traverse this guide surface while overcoming essentially constant friction forces.
Conformément à l'invention la technique est avant tout améliorée en ce que, sur les surfaces de maintien du dispositif de maintien de boulons, une usure mécanique se manifeste à peine, et qu'en outre, on observe seulement aussi un échauffement et/ou des amorçages estraordinairement réduits, Si bien qu'au total, on peut encore obtenir de très bons résultats de soudage, dans le cas dune mise en oeuvre correcte, meme après une très longue utilisation. In accordance with the invention, the technique is above all improved in that, on the holding surfaces of the bolt holding device, mechanical wear hardly manifests, and that in addition, only heating and / or initiations are usually reduced, so that in total, very good welding results can still be obtained, in the case of correct implementation, even after very long use.
Un autre avantage important réside en ce qu'il ntintervient pratiquement aucun dépôt de particules de matériaux, projetées pendant le processus de soudage, sur le matériau prévu conformément à l'invention. Another important advantage is that there is practically no deposition of material particles, projected during the welding process, on the material provided in accordance with the invention.
L'invention sera décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins ci joints dans lesquels:
- la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de maintien de boulons;
la figure 2 est une coupe le long de la ligne Il-Il de la figure 1.The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 is a longitudinal section of a bolt holding device;
Figure 2 is a section along the line II-II in Figure 1.
i Conformément à la représentation sur les figures 1 et 2, un dispositif de maintien de boulons désigné dans sa totalité par 10 comporte quatre mâchoires de maintien 11, 12, 13, 14 disposées en quatre secteurs. Grâce à des fentes en croix 21 et 22 disposées dans des plans perpendiculaires l'un à l'autre le long de l'axe longitudinal médian du d-is- positif de maintien de boulons 10, quatre mâchoires de maintien 11, 12, 13, et 14 s'étendant à la façon de doigts, sont formées, en étant susceptibles autre écartées l'une de l'autre.Dans le cas de la repré sentation sur la figure 1, il apparaît que les mâchon res de maintien 11, 12, 13 et 14, s#nt respectivement fixées comme des poutres encastrées au voisinage d'une bride qui sert à monter le dispositif de maintien de boulons 10 dans un dispositif de soudage. i In accordance with the representation in FIGS. 1 and 2, a bolt holding device designated in its entirety by 10 comprises four holding jaws 11, 12, 13, 14 arranged in four sectors. By means of cross slots 21 and 22 arranged in planes perpendicular to each other along the median longitudinal axis of the bolt holding device 10, four holding jaws 11, 12, 13 , and 14 extending in the manner of fingers, are formed, being susceptible other apart from one another. In the case of the representation in FIG. 1, it appears that the retaining sleeves 11, 12, 13 and 14, are respectively fixed as embedded beams in the vicinity of a flange which serves to mount the bolt holding device 10 in a welding device.
Les mâchoiresde maintien 11, 12, 13 et 14 délimitent ensemble un espace creux façonné essentiellement en forme de cône, pour servir de guide aux boulons à souder. Ces boulons à souder sont introduits dans le dispositif de maintien de boulons 10, à partir du c8té de ce dispositif 10 comportant la bride 20, et il parcourt l'espace intérieur entre les mâchoires de maintien 11, 12, 13 et 14, la tette d'un boulon à souder glisse le long d'une surface de guidage de boulons 19 constituée par les faces interne des machoires de maintien
Quand un boulon à souder est guidé conformément à la description ci-dessus, à travers espace interne entre les mâchoires de maintien 11, 12, 13, et 1-4 ces mâchoires de maintien sont écartées l'une de 19autre par la tete du boulon à souder et conservent ces positions écartées leune de l-'autre jusqu'à ce que la tette du boulon à souder sorte à l'extrémité antérieure du dispositif de maintien de boulon, c'est-à-dire, jusqu'à ce que le boulon à souder ait atteint sa position de soudage.The holding jaws 11, 12, 13 and 14 together delimit a hollow space shaped essentially in the shape of a cone, to serve as a guide for the weld bolts. These weld bolts are introduced into the bolt holding device 10, from the side of this device 10 comprising the flange 20, and it traverses the interior space between the holding jaws 11, 12, 13 and 14, the tette a weld bolt slides along a bolt guide surface 19 formed by the inner faces of the holding jaws
When a weld bolt is guided in accordance with the description above, through the internal space between the holding jaws 11, 12, 13, and 1-4 these holding jaws are separated from each other by the head of the bolt to weld and keep these positions apart from each other until the bolt of the weld bolt comes out at the anterior end of the bolt holding device, i.e., until the weld bolt has reached its welding position.
Le fût du boulon à souder est alors entouré dans la partir antérieure du dispositif de maintien du boulon 10, par les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, et ceci de façon que le boulon à souder soit pincé entre les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, encore légèrement écartées élastiquement les unes des autres.The barrel of the weld bolt is then surrounded in the front part of the bolt holding device 10, by the holding surfaces 15, 16, 17 and 18, and this so that the weld bolt is pinched between the holding surfaces 15, 16, 17 and 18, still slightly spaced elastically from each other.
Dans cette position de soudage, dans laquelle le fût d'un boulon à souder est pincé entre les surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, et dans laquelle latete du boulon å souder fait saillie ausdelà du bord antérieur du dispositif de maintien de boulons 10, on enclenche le courant de soudure qui circule par l'intermédiaire du dispositif de maintien de boulons 10 et du boulon à souder vers la pièce d'oeuvre sur laquelle doit autre soudé le boulon. In this welding position, in which the barrel of a weld bolt is pinched between the holding surfaces 15, 16, 17 and 18, and in which the head of the weld bolt protrudes beyond the front edge of the retainer bolts 10, the welding current which flows through the bolt holding device 10 and the bolt to be welded is engaged towards the work piece on which the bolt is to be welded.
Il ressort des eplications ciç dessus, que ces surfaces de maintien 15, 16, 17 et et 189 avec lesquelles le fût du boulon à souder est en contact lors du processus de soudage, sont soumises à des contraintes mécaniques et électriques importantes. Les contraintes mécaniques résultent avant tout de ce que le fût d'un boulon à souder présente fréquemment un profil comportant sur sa périphérie des arêtes vives. It follows from the above explanations that these holding surfaces 15, 16, 17 and and 189 with which the barrel of the bolt to be welded is in contact during the welding process, are subjected to significant mechanical and electrical stresses. The mechanical stresses result above all from the fact that the barrel of a weld bolt frequently presents a profile comprising on its periphery sharp edges.
Les surfaces de maintien 15, 16, 1, et 18 clairement visibles sur les figures 1 et 2, sont, conformément à l'inventions constituées d'une douille en un alliage de tungstène fritté, qui est tout d'abord brasée dans un évidement correspondant du dispositif de maintien de boulons 10, puis fendue selon les fentes 21 et 22.- Il reste alors les surfaces de maintien 15, 16s 17 et 18 clairement visibles sur la figure 2, qui sont respectivement brasées sur les mâchoires de maintien 11, 12, 13 et 14. The holding surfaces 15, 16, 1, and 18 clearly visible in Figures 1 and 2, are, according to the invention consisting of a socket made of a sintered tungsten alloy, which is firstly brazed in a recess corresponding to the bolt holding device 10, then split along the slots 21 and 22. There then remains the holding surfaces 15, 16s 17 and 18 clearly visible in FIG. 2, which are respectively brazed on the holding jaws 11, 12, 13 and 14.
Dans#Ïe cadre de l'invention, les surfaces de maintien qui sont constituées du matériau prévu conformément à l'invention, peuvent etre également collées sur les mfichoires de maintien ou bien être reliées à ces mâchoires par un dispositif à interpénétration de forme. In the context of the invention, the retaining surfaces which are made of the material provided in accordance with the invention, can also be glued to the retaining jaws or else be connected to these jaws by a form-interpenetration device.
Dtaprès les concepts de base de l'invention, il apparaît comme déterminant que les zones superficielles qui se trouvent en contact dans la tête du dispositif de maintien de boulons 10, avec le fût d'un boulon, pendant le processus de soudage, soient constituées du matériau prévu conformément à l'invention qui est, de préférence, un alliage de tungstène fritté. According to the basic concepts of the invention, it appears as determining that the surface areas which are in contact in the head of the bolt holding device 10, with the barrel of a bolt, during the welding process, are formed of the material provided in accordance with the invention which is preferably a sintered tungsten alloy.
Dans le cadre de l'invention la totalité de la partie côté frontal du dispositif de maintien de boulons, peut également entre constituée du matériau à base de tungstène, Si bien que la zone superficielle constituée du matériau à base de tungstène est alors celle exposée aux risques de recevoir des particules projetées lors du processus de soudage
On peut voir en outre sur la figure 1, que l'espace interne allant en se rétrécissant depuis la bride 20 vers les surfaces de maintien 15, 16 17 et 18, et qui est entouré de la surface de guidage de boulons 19, n'est tout d'abord que faiblement conique puis ensuite plus fortement conique.Au voisinage de la-bride 20, cet espace interne se rétrécit avec un angle de conne d'environ 20, et dans la zone de ltespace-interne limitrophe des surfaces de maintien 15, 16, 17 et 18, l'angle de cône est d'environ 0,4o Dans le cadre de l'invention, ce rétrécissement peut croître, soit de façon continue, soit par paliers.Lors du parcours d'un boulon à souder, c"est-à-dire pendant que la tete de ce boulon à souder écarte les unes des autres les mâchoires de maintien 11, 12, 13, 14 , le bras de levier du point d'application de l'effort croit cons tamment, il en résulte des conditions particulièrement favorables, pour les efforts de frottement et donc pour la dynamique de déplacement du boulon à souder, dans le cas du dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 1.In the context of the invention, the entire front side portion of the bolt holding device can also be made up of tungsten-based material, so that the surface area made up of tungsten-based material is then that exposed to risk of particles being thrown during the welding process
It can also be seen in FIG. 1, that the internal space narrowing from the flange 20 towards the holding surfaces 15, 16 17 and 18, and which is surrounded by the bolt guide surface 19, does not is first only weakly conical and then more strongly conical. In the vicinity of the flange 20, this internal space narrows with a cone angle of approximately 20, and in the zone of the internal space bordering the holding surfaces 15, 16, 17 and 18, the cone angle is approximately 0.4o. In the context of the invention, this narrowing can increase, either continuously or in stages. weld, that is to say while the head of this weld bolt separates from each other the holding jaws 11, 12, 13, 14, the lever arm of the point of application of the force believes cons particularly, this results in particularly favorable conditions, for the friction forces and therefore for the movement dynamics of the bolt to be welded, in the case of the device according to the invention shown in Figure 1.
Bien entendu, il peut également être prévu dans le cadre de l'invention, en stécars tant de ce qui est représenté sur les dessins, un nombre plus ou moins grand de mâchoires de maintien
La forme géométrique dessurfaces de maintien tout comme la mise en place du matériau prévu conformément à l'inventions peuvent être adaptées aux circonstances d'un cas particulier grâce à des modifications correspondantes sans sortir du cadre de l'invention. Of course, it can also be provided in the context of the invention, in stecars as much as shown in the drawings, a greater or lesser number of holding jaws
The geometric shape of the holding surfaces as well as the positioning of the material provided in accordance with the invention can be adapted to the circumstances of a particular case by means of corresponding modifications without departing from the scope of the invention.
Claims (11)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |