Procédé et appareil pour riveter par voie électrique. La présente invention concerne un procédé pour riveter par voie électrique et un appareil pour la réalisation de ce procédé.
Suivant le procédé, un rivet métalque est rendu malléable par l'effet de chauffage d'un courant électrique et refoulé dans cet état par l'action d'un outil de pression dans une mesure déterminée, et la pression est maintenue sur cet outil au moins aussi long temps que s'exerce l'action du courant de chauffage.
L'appareil pour la réalisation de ce pro cédé comporte une paire d'outils de pression disposés pour être engagés avec le rivet et être pressés l'un vers l'autre et des moyens de commande pour le circuit d'un courant de chauffage à envoyer à travers le rivet, mis sous la dépendance de l'un de ces outils de façon que l'avancement l'avancement de celui-ci produise une fermeture subséquente du circuit électri que à travers le rivet, afin de produire la malléabilisation de celui-ci et de permettre à l'outil de continuer d'avancer pour le refoule ment du métal du rivet, après quoi, en un certain moment, les moyens de commande sont amenés à produire l'interruption du circuit électrique à travers le rivet.
Une forme d'exécution de l'appareil ser vant à la mise en #uvre de ce procédé est représentée au dessin annexé, donné à titre d'exemple.
Les fig. 1 et 2 sont respectivement des vues de côté et de face de l'ensemble de cette forme d'exécution; La fig. 8 en est une vue d'arrière, mais sans transformateur et sans connexions élec triques; La fig. 4 est une vue en perspective d'une plaque arrière de l'appareil avec différents interrupteurs; Les fig. 5 à 11 sont des vues schématiques représentant les diverses étapes dans le fonc- tionnement_ de l'appareil; La fig. 12 montre., à plus grande échelle, le détail des électrodes en prise avec le rivet mis en place; La fig. <B>13</B> montre une variante de ce détail.
Dans l'exemple de la fig. 1.2; on a sup posé qu'il s'agit de riveter une bande métal lique 1 sur une plaque en porcelaine ou au- ire matière isolante 2. Le rivet 3 utilisé à cet effet a sa tête 4 appuyée par une élec trode supérieure 5 sur la bande 1, tandis que sa tige passe par des trous pratiqués dans la bande 1 et dans la plaque 2 et comporte une tête 6 appliquée ou refoulée contre la face inférieure de la plaque 2, cette tête présen tant un prolongement 7 servant à l'établisse ment d'un contact électrique. Cette tête à prolongement est creuse et est appliquée con tre la laque 2 par une électrode inférieure mobile' 8 conformée de façon à s'emboîter sur elle et à lui donner la forme voulue.
Comme on le voit aux fig. 1 à 3, l'élec trode supérieure 5 est portée par une traverse 9 fixée sur des montants 10, tandis que l'élec trode inférieure 8 est montée sur un bloc 11 porté par une traverse mobile 12 montée sur des tiges verticales 13, 14 coulissant dans des guides appropriés de l'appareil et tirées en bas par des ressorts de rappel 15.
Pour l'opération de rivetage, la pièce de travail est introduite entre les électrodes 5 et 8 et maintenue en place avec l'électrode 5 reposant sur la tête 4 du rivet. L'électrode inférieure 8 est alors amenée en contact avec l'extrémité inférieure du rivet et, celui-ci étant ramolli par le passage d'un courant électrique, elle produit le refoulement de la tête inférieure.
Pour maintenir les parties en position avant le rivetage, l'appareil comporte une bague de retenue 16, en fibre ou matière analogue, entourant l'électrode inférieure et pressée vers le haut par un ressort 17 s'ap puyant sur le bloc 11. Ce ressort maintien dra la bague 16 dans la position de la fig. 5, dans laquelle elle s'ajuste contre la plaque 2 coaxialement au rivet, tout en permettant à l'électrode 8 de pénétrer dans l'évidement in férieur 18 de la plaque 2, pendant que l'élec trode 5 porte sur la tête 4 du rivet.
L'opéra teur n'a alors qu'à mettre le courant en jeu et l'appareil produira automatiquement dans l'ordre correct les différentes opérations, de façon à faire appuyer l'électrode inférieure contre l'extrémité inférieure du rivet, à fer mer le circuit électrique à travers les élec- trodes et le rivet afin de chauffer et de ra mollir celui-ci par la chaleur produite, à re fouler l'extrémité du rivet par la pression de refoulement que continue à exercer l'électrode inférieure, à faire interrompre le circuit pas sant par le rivet, à faire arrêter le mouve ment ascendant de l'électrode inférieure et à la. retirer finalement.
Le dispositif de pression agissant sur l'électrode inférieure comporte un solénoïde 20 (fig. 2) monté à la face inférieure d'une traverse de tête 21 entre les colonnes 22 et entourant un noyau 23 fixé à une traverse inférieure mobile 24, dont les extrémités sont reliées aux barres coulissantes 13, 14, de sorte que, lorsque le solénoïde est excité, son noyau est attiré vers le haut avec une pres sion considérable pour faire monter l'élec trode inférieure avec une pression correspon dante.
Sur une plaque fixe 25 disposée au- dessous du solénoïde se trouve monté un frein pneumatique avec un cylindre 26 et avec un piston 27, renfermé dans ce cylindre et dont le mouvement de montée est freiné par l'air contenu dans le cylindre de frein et s'échap pant lentement par une soupape réglable 27a, le piston 27 étant relié par sa tige 24e à une traverse 24b reliée par des tiges 24a à la traverse 24. La queue du noyau 23 est dis posée pour pouvoir reposer sur un bossage 24d prévu au sommet d'une boîte 35 renfermant le frein pneumatique lorsque l'électrode infé rieure se trouve à la position basse.
Quand l'appareil est hors d'usage, les ressorts 15 re tirent l'électrode inférieure et le noyau 23 vers le bas jusqu'à ce que la queue dg ce dernier s'appuie sur le bossage de repos 24d. A la montée, le mouvement de l'électrode in férieure est freiné par le frein pneumatique précité.
Sur un côté de l'appareil (fig. \?) est-. monté un commutateur à cammancle manuelle 28 pour l'arrivée du courant au solénoïde 20. Le -courant dont on fait usage pour exciter le solénoïde 20 sera du courant continu, mais le .courant servant au chauffage du rivet sera de préférence du courant alternatif, bien qu'on puisse aussi employer du courant con- trou à cet effet. Lorsque le commutateur 28 e,st fermé, le courant d'excitation du solénoïde 20 arrive par le fil d'arrivée 29 (fig. 5 à 11), traverse le solénoïde 20 et s'en va, suivant l'un ou l'autre de deux chemins eau fil de re tour 30.
Dans la position des parties de la fig. 5, le circuit du solénoïde 20 est ouvert. En déplaçant le commutateur 28 à la position de la fig. 6, le courant prend le chemin sur un fil 31 et un interrupteur automatique 32. Quand le commutateur 28 est ramené à la position de la fig. 5, l'interrupteur automa tique 34 étant fermé (comme on le verra plus loin), le courant passera par le solénoïde 20, le fil 33 et l'interrupteur 34 fermé.
En sup posant que le commutateur 28 se trouve à la position de la fig. 6, le circuit est encore complété par le solénoïde 20, et les diverses opérations de l'appareil se succèdent dans l'ordre voulu et finalement, dans l'étape de la fig. 11, l'interrupteur 32 est ouvert pour interrompre le jeu d'opérations et l'interrup teur 34 est fermé pour remettre, au point de vue élecrique, l'appareil en état le recom mencer le jeu d'opérations suivant, dès qu'on ramène de nouveau le commutateur 28 vers la gauche.
Les interrupteurs 32, 34 sont indiqués dans la vue d'arrière de la fig. 3 et en pers pective à la fig. 4. La boîte 35 renfermant le frein pneumatique précité contient encore (fig. 1) une bobine de commande 36 dont le noyau 37 se relie au bras horizontal 38 d'un levier coudé ayant son bras vertioal 39 relié par une bielle 40 à un bras 41 (fig. 4) por tant des pièces de contact à son extrémité su périeure et monté fou par son bossage sur un arbre 42. Le bossage de ce bras 41 porte une plaque 43 nurie d'un cliquet à ressort 44 s'enclenchant dans une roue à rochet 45 fixée sur l'arbre 42, de sorte qu'à chaque excitation de la bobine 36, l'arbre 42 sera amené à tour ner d'un, pas.
L'arbre 42 porte deux roues à cames 46, 47 à ses extrémités opposées. La roue à cames 46 agit sur un galet monté sur un bras 48 solidaire du bras porte-contact de l'inter rupteur 32 et la roue à cames 47 agit sur un galet monté sur un bras 49 solidaire du bras porte-contact de l'interrupteur 34. Les bras de ces interrupteurs coopèrent avec des con tacts fixes 50, 51 reliés en circuit comme re présenté en fig. 5. Les roues à cames 46, 47 sont disposées angulairement l'une par rap port à l'autre de façon que, pour chaque mou vement de l'arbre 42, l'un des interrupteurs 32, 34 soit fermé et l'outre ouvert, leur ac- tionnement alternant avec chaque opération de l'appareil.
En dehors de cet actionnement des inter rupteurs 32, 34 qui ferment alternativement le circuit par le solénoïde de pression 20 pour provoquer l'appui de l'électrode inférieure contre le rivet, la bobine de commande 36 produit la fermeture du circuit de chauffage par les électrodes et le rivet.
Ce circuit est indiqué en fig. 5 avec des fils 52, 53 allant d'une source de courant alternatif à l'enroule ment primaire 54 d'un transformateur dont l'enroulement secondaire 55 est relié aux élec trodes 5, 8, de sorte que, quand le circuit pri maire est fermé, un courant électrique de vol tage bas et d'une intensité puissante passera par le rivet pour le rendre malléable rapide ment.
Dans <B>le</B> fil 52 se trouvent intercalés deux contacts 56, 57 avec lesquels coopèrent les contacts 58, 59 représentés à la fig. 4 comme étant formés de galets portés par un pont prévu à l'extrémité supérieure du bras 41 disposé pour être pressé avec ses galets 58, 59 dans des fourchettes constituant les contacts 58, 59,
lorsque le bras 41 est attiré vers l'intérieur par l'effet de la bobine de commande 36.
En se référant -à la, fig. 1, on voit que le levier .coudé actionné par la bobine de 36 comporte un bras descendant 60 qui est sollicité par un ressort 61 de façon que, lorsque le courant de la bobine de com- maude est -coupe,
le bras 41 soit repoussé par l'effet de ce ressort pour ouvrir le cirma de chauffage.<B>Il</B> en est de mémé des bras des interrupteurs 32, 34,qui sont amenés en posi tion d'ouverture par des ressorts-lames 62, 63 lorsqu'une partie en preux des roues à cannes 46, 47 se présente en fane de leurs .ga- lets.
On voit ainsi que la bobine de coin- mande 36 produit l'ouverture et la fermeture des interrupteurs de commande du circuit (lu solénoïde de pression 20 et du circuit de chauffage.
L'ouverture et la fermeture du circuit renfermant la bobine de commande 36 s'ob tient par les moyens suivants. La bobine de commande 36 est reliée, d'une part, au fil 30 et, d'autre part, au fil 29 du circuit de commande par le moyen d'une paire de bras interrupteurs 64, 65 connectés par un fil 66 et coopérant avec les contacts fixes 67, 68. Le mécanisme pour actionner ces bras coupe- circuit est représenté aux fig. 1, 3 et 4. Les tiges latérales 13, 14 sont dans la position abaissée avant le commencement d'une opéra tion de rivetage.
Quand la tige 13 (fig. 1) se soulève, elle entraîne avec elle l'extrémité antérieured'un levier 69 pivotant en 70 sur le bâti de l'appareil et portant un taquet a justable 71, lequel est ainsi abaissé et, en un point bien déterminé de la course de mon tée de la tige 13, et par suite, de l'électrode inférieure, vient heurter l'extrémité anté rieure d'un cliquet 72, de façon à soulever celui-ci et à déclancher, par là, un levier coudé 73, 75 monté sur le bout d'un arbre 74 et sollicité par un ressort 76. A son extré mité intérieure, cet arbre 74 porte le bras in terrupteur 64. Par conséquent, quand l'élec trode inférieure s'élève à la limite désirée, le ressort 76 produira le mouvement d'ouverture du bras interrupteur 64.
Le bras de levier 75 porte une goupille jouant dans une fente longitudinale d'une bielle 78 articulée à l'ex trémité arrière du levier 69. Cette bielle li mite le mouvement d'abaissement du bras de levier 75 et l'étendue à laquelle le bras in terrupteur est poussé. D'autre part, quand la tube 13 s'abaisse, la bielle 78 sera soulevée et relèvera le bras de levier 75 de manière à amener le bras interrupteur 64 en position de fermeture et obliger le bras 73 à s'enclan- cher au cliquet 72, prêt à un nouveau dé- clanchement.
Sur le côté opposé de l'appareil, la tige coulissante 14 actionne d'une manière ana- logue, le levier 79 pivotant en 80 et portant le taquet ajustable 81 venant heurter la queue du cliquet 82 de façon à le déclancher du le vier coudé 83, 85 monté sur l'arbre 84, solli cité par le ressort 86 et portant une goupille 87 jouant dans une fente longitudinale d'une bielle 88 articulée à l'extrémité arrière du levier 79, l'arbre 84 portant le bras interrup teur 65. Le bras interrupteur 64 s'étend vers le haut depuis l'arbre 74 et le bras interrupteur 74 s'étend vers le bras depuis l'arbre 84. Lcs tiges coulissantes 13, 14 se déplacent ensem ble vers le haut et vers le bas.
Par consé quent, elles produisent, les deux, le déclanche- ment des bras interrupteurs 64, 65 au mouve ment de montée et à des intervalles qui sont déterminés par l'ajustement des taquets 71, 81. Le déclianchenent du bras interrupteur 64 permet à son ressort de l'ouvrir et le dé- elanchement du bras interrupteur 65 permet à son ressort clé le fermer. Au mouvement ascensionnel cl l'électrode, le retour des par ties comme en fi, . 1 produit le mouvement de fermeture du bras interrupteur 64 et le mou vement d'ouverture du bras interrupteur 65.
La succession des opérations sera com prise à l'examen des fig. 5 à 11. Au début, la pièce de travail est maintenue comme en fig. 5 avec l'électrode inférieure juste au- dessous de l'extrémité du rivet 3. Le déplace- men.t du commutateur à main 28 à la position de la fig. 6 ferme un circuit à travers le so lénoïde à, pression. 20 pour provoquer une première montée de l'électrode inférieure.
Le taquet 81 (fig. 4) est ajusté de telle manière que cette montée initiale ,produit le dé clan- charrient du bras interrupteur 65. qui se ferme alors sous l'action de son ressort, mettant les parties à l'état représenté en fi-. 7, de façon à faire passer le courant de -commande par la bobine de commande 36.
Le premier effet. clé la bobine de coin- mande est de faire déplacer le bras 41 avec les galets de contact 58, 59, de façon à fermer le circuit de chauffage à. travers le rivet 3 ifig. 8). Ce mouvement du bras 41 autour de son arbre 42 entraîne librement le cliquet 44, sans avoir d'effet sur l'arbre 42.
Le passage du courant de chauffage par le rivet 3 rend celui-ci malléable ce qui per met à l'électrode inférieure de continuer de monter sous l'effet de pression du solénoïde 20. Le taquet 71 est ajusté de telle manière qu'à cette continuation de montée, il dé- claache au moment propice l'arbre 74 pour permettre au bras interrupteur 64 d'osciller vers l'extérieur (fig. 9), interrompant ainsi le circuit à travers la bobine de commande 36. L'effet en est, d'après la fig. 10, que l'ap plication du courant de chauffage est inter rompue en même temps que le mouvement de montée de l'électrode inférieure se trouve ar rêté.
D'autre part, suivant la fig. 4, le cli- quet 44 fera alors tourner la. roue à rochet 45 et l'arbre 42 d'un pas, les roues à cames 46, 47 agissant sur les bras des interrupteurs 32 34 de façon à fermer celui qui était ouvert, 34, et à ouvrir celui qui était fermé, 32, afin de remettre les circuits en état pour une nou velle suite d'opération (fig. 10).
Aussitôt que le courant dans le solénoïde à pression est coupé, l'électrode inférieure est tirée vers le bas par ses ressorts et les tiges 13, 14 ramènent les interrupteurs 64 et 65 à leur position initiale comme représenté en fig. 11. De cette façon, les différentes par ties se trouveront toutes clans la même posi tion qu'en fig. 1 sauf que les interrupteurs 32, 34 sont renversés ainsi que le commuta teur à main 28 qui est prêt, à la commande suivante, à fermer le circuit du solénoïde à pression 20 pour faire débuter une nouvelle suite d'opérations.
Il est indiqué de se servir d'un courant alternatif pour le circuit de chauffage afin de développer une grande quantité de courant à un bas voltage, ce qui est le mieux pour ce travail, mais pour les circuits de- com mande, on se servira de préférence de courant continu.
Au lieu des parties 20 et 36, d'autres dis positifs de commande pourraient être em ployés pour actionner l'électrode inférieure et commander le courant de chauffage. Bien entendu, l'invention n'est pas limi tée à la forme d'exécution décrite. Par exem ple, les parties 5, 8, représentées ici comme électrodes, pourraient être simplement des mâ choires de pression avec d'autres moyens pour amener un courant de chauffage électrique au rivet.
On voit par ce qui précède que l'électrode de refoulement de l'appareil décrit se meut aisément sur une certaine distance pendant que le rivet est rendu malléable par le pas sage du courant de chauffage et la pression sur l'électrode est entretenue aussi longtemps que Recourant de chauffage agit.
La petite bague de retenue 16 est prévue afin de s'engager avec la plaque 2, en porce laine par exemple, immédiatement autour du rivet malgré des irrégularités accidentelles ou intentionnelles qui puissent se trouver sur cette face de la plaque. La bague 16 étant pressée de force contre la plaque 2, elle est de préférence faite de matière élastique ou flexible de manière à s'y adapter et à en évi ter l'endommagement.
La fig. 13 représente, à titre de variante et plus ou moins schématiquement, l'établis sement de la partie de refoulement 8 sous forme de simple mâchoire de pression sans lui faire porter le courant électrique. Le pro longement 7 du rivet au delà de la tête re foulée 6 est suffisamment long pour se ser rer sur l'un des pôles d'arrivée du courant électrique 89, 90, qni sont reliés aux bornes de l'enroulement secondaire du transforma teur.
D'autres dispositions peuvent être pré vues dans lesquelles les parties 5, 8 servent seulement de mâchoimes pour. presser sur les extrémités opposées du rivet, le courant élec trique de chauffage étant amené à celui-ci par d'autres moyens.
L'appareil peut aussi être établi de ma nière que .le solénoïde de commande de l'élec trode 8 soit placé dans un circuit indépen dant à co:mmande menuellë de façon qu'après cessation de l'action du courant de chauffage, on puisse effectuer la fermeture du :circuit dudit solénoïde pour maintenir aussi la pres sion sur l'outil après cessation :
de l'action du courant de chauffage et lui permettre de con tinuer l'opération de refoulement pendant le refroidissement graduel du rivet, cette opé ration de refoulement subissant alors une cer taine limitation par la résistance du rivet à son refroidissement, ce qui peut être utile pour le rivetage d'articles en porcelaine ou autre matière fragile.