FR2691920A1 - Plasma cutting torch. - Google Patents

Abstract

The torch includes manually releasable blocking means (21, 22) associated with the trigger (17) and normally preventing movement of the trigger (17) to its active position, and means (15, 16) for detecting correct placement of the insulating skirt (11) surrounding the ejection nozzle (6).

Description

i La présente invention concerne les torches de coupage à plasma d'arcThe present invention relates to arc plasma cutting torches

comportant un corps de torche renfermant un dispositif générateur de plasma comportant une tuyère d'éjection de plasma, une jupe entourant la tuyère et montée sur une extrémité du corps, et une gâchette déplaçable entre une position inactive et une position active  comprising a torch body enclosing a plasma generating device comprising a plasma ejection nozzle, a skirt surrounding the nozzle and mounted on one end of the body, and a trigger movable between an inactive position and an active position

pour mettre en oeuvre la torche.to operate the torch.

Une telle torche, qui est généralement tenue à la main, est reliée à une source de gaz générateur de plasma et à une source de courant continu pour assurer l'amorçage de l'arc pilote et le fonctionnement de l'arc de coupe, la gâchette étant actionnée pour demander le départ du cycle, ce qui entraîne l'allumage de l'arc entre  Such a torch, which is generally held in the hand, is connected to a source of plasma generating gas and to a source of direct current to ensure the ignition of the pilot arc and the operation of the cutting arc, the trigger being actuated to request the start of the cycle, which causes the arc to ignite

l'électrode et la tuyère, et pour maintenir l'arc de coupe.  the electrode and the nozzle, and to maintain the cutting arc.

L'utilisation croissante de ce type de torche impose des mesures accrues pour protéger l'opérateur des risques de contact avec les pièces sous tension, en particulier lors du démontage et de la remise en place des pièces consommables du générateur de plasma, notamment la tuyère L'aménagement de la jupe isolante autour de la tuyère  The increasing use of this type of torch imposes increased measures to protect the operator from the risks of contact with live parts, in particular during disassembly and replacement of consumable parts of the plasma generator, in particular the nozzle. Arrangement of the insulating skirt around the nozzle

constitue une de ces mesures actuellement largement adoptées.  is one such measure currently widely adopted.

La présente invention a pour objet de proposer une torche de conception simple, robuste et fiable assurant un haut niveau de sécurité contre les risques électriques susceptibles d'être encourus  The object of the present invention is to propose a torch of simple, robust and reliable design ensuring a high level of security against the electrical risks likely to be incurred.

par l'opérateur.by the operator.

Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, la torche comporte des moyens de blocage, déverrouillables manuellement, interdisant normalement le déplacement de la gâchette vers sa position active. Selon une autre caractéristique de l'invention, la torche comporte des moyens électriques de détection de mise en place correcte  To do this, according to a characteristic of the invention, the torch comprises blocking means, unlockable manually, normally prohibiting the movement of the trigger towards its active position. According to another characteristic of the invention, the torch comprises electrical means for detecting correct placement

de la jupe.of the skirt.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente  Other features and advantages of this

invention ressortiront de la description suivante d'un mode de  invention will emerge from the following description of a mode of

réalisation, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé, sur lequel: la figure unique représente schématiquement, en coupe  realization, given by way of illustration but in no way limiting, made in relation to the appended drawing, in which: the single figure represents schematically, in section

partielle, une torche selon l'invention.  partial, a torch according to the invention.

Sur la figure unique, on reconnaît un corps de torche 1 typiquement constitué par l'assemblage de deux demi-coquilles en matériau plastique et conformé pour présenter une partie d'extrémité 2 formant logement pour un dispositif générateur de plasma 3 et une partie principale 4 en forme de manche pour la manipulation de la torche Le dispositif générateur de plasma 3, par exemple du type décrit dans le document US-A-3 242 305, Kane et al, comprend essentiellement une électrode ou cathode 5 coopérant avec une tuyère formant anode pendant la formation de l'arc pilote, montée de façon amovible sur l'extrémité de travail du dispositif générateur de plasma 3 L'électrode 5 est montée dans un bloc porte-électrode comportant une partie d'extrémité 7 s'étendant, à l'opposé de la tuyère 6, hors du dispositif générateur de plasma 3 pour sa connection à une ligne électrique reliée au générateur de courant L'extrémité active de l'électrode 5, reçue dans une chambre 8 formée par la tuyère 6, est initialement en contact avec cette dernière pour allumer l'arc et est ensuite écartée de cette dernière pour maintenir l'arc par la pression d'un gaz plasmagène, typiquement de l'air sous pression, acheminé par une conduite d'amenée de gaz 9 et s'écoulant, via la chambre 8, par un  In the single figure, we recognize a torch body 1 typically constituted by the assembly of two half-shells of plastic material and shaped to present an end part 2 forming a housing for a plasma generating device 3 and a main part 4 in the form of a handle for handling the torch The plasma generating device 3, for example of the type described in document US-A-3 242 305, Kane et al, essentially comprises an electrode or cathode 5 cooperating with a nozzle forming an anode during the formation of the pilot arc, removably mounted on the working end of the plasma generating device 3 The electrode 5 is mounted in an electrode holder block comprising an end part 7 extending, at the opposite of the nozzle 6, outside the plasma generator device 3 for its connection to an electric line connected to the current generator The active end of the electrode 5, received in a ch amber 8 formed by the nozzle 6, is initially in contact with the latter to ignite the arc and is then separated from the latter to maintain the arc by the pressure of a plasma gas, typically air under pressure, supplied by a gas supply pipe 9 and flowing, via the chamber 8, by a

orifice central 10 de la tuyère en formant un jet de plasma.  central orifice 10 of the nozzle forming a plasma jet.

Selon l'invention, une jupe en matériau plastique 11 comportant un insert annulaire en céramique 12 est montée sur l'extrémité 2 par un assemblage à baionnette, de façon que l'insert 12 entoure complètement la tuyère 6 La face avant de la jupe 11 comporte une protubérance 13 reçue en rotation dans une gorge en forme d'arc 14 du corps de torche dans laquelle s'étend axialement vers l'avant un poussoir 15 d'un contacteur 16 relié au système de commande électrique de la torche et se fermant lorsque la jupe 11 correctement mise en  According to the invention, a skirt made of plastic material 11 comprising an annular ceramic insert 12 is mounted on the end 2 by a bayonet assembly, so that the insert 12 completely surrounds the nozzle 6 The front face of the skirt 11 has a protrusion 13 received in rotation in an arc-shaped groove 14 of the torch body in which extends axially forward a pusher 15 of a contactor 16 connected to the electrical control system of the torch and closing when the skirt 11 correctly put in

place sur l'extrémité 2 du corps de torche 1.  place on the end 2 of the torch body 1.

Egalement selon l'invention, la torche comporte une gâchette de commande 17 montée articulée, à une de ses extrémités, dans le corps de torche et sollicitée vers sa position inactive ou de repos par une lame ressort 18 montée en porte-à-faux dans la partie de manche 4 et transmettant d'autre part le mouvement de dépression de la gâchette 17 à un poussoir 19 d'un contacteur 20 monté dans le corps 1 et relié au dispositif de commande électrique de la torche Dans le mode de réalisation représenté, la gâchette 17 porte un curseur 21 comportant une partie d'actionnement interne 210 et une protubérance s'étendant vers l'intérieur 22 et sollicitée dans une position de blocage de la gâchette par un ressort 23 prenant appui sur l'extrémité libre de la gâchette 17 Dans la position de blocage du curseur 21, la protubérance 22 se trouve en regard d'une butée 24 formée dans le corps de torche 1 et empêchant ainsi toute dépression de la gâchette 17 tendant à actionner le contacteur 20 Ainsi, pour actionner la gâchette et commander le départ du cycle, l'opérateur doit tout d'abord repousser le curseur 21 à l'encontre du ressort 23 pour dégager la protubérance 22 de la butée 24 Une fois cette butée 24 franchie, un faible appui sur la gâchette 17 suffit à actionner le contacteur 20, le curseur 21 étant empêché de revenir vers sa position  Also according to the invention, the torch comprises a control trigger 17 articulated, at one of its ends, in the torch body and urged towards its inactive or rest position by a spring leaf 18 mounted in cantilever in the handle part 4 and on the other hand transmitting the depression movement of the trigger 17 to a pusher 19 of a contactor 20 mounted in the body 1 and connected to the electrical control device of the torch In the embodiment shown, the trigger 17 carries a slider 21 comprising an internal actuation part 210 and a protrusion extending inwards 22 and urged in a position for blocking the trigger by a spring 23 bearing on the free end of the trigger 17 In the position of blocking of the cursor 21, the protuberance 22 is opposite a stop 24 formed in the torch body 1 and thus preventing any depression of the trigger 17 tending to actuate er the contactor 20 Thus, to actuate the trigger and control the start of the cycle, the operator must first of all push the slider 21 against the spring 23 to release the protuberance 22 from the stop 24 Once this stop 24 crossed, a slight press on the trigger 17 is enough to actuate the switch 20, the cursor 21 being prevented from returning to its position

de blocage par l'arête de la butée 24 qu'il a précédemment franchie.  blocking by the edge of the stop 24 which it has previously crossed.

Lorsque l'opérateur cesse d'appuyer sur la gâchette, le ressort 18 ramène cette dernière vers sa position inactive et le curseur 21 est rappelé vers l'avant, sous l'effet du ressort 23, en ramenant ainsi la protubérance 22 en regard de la butée 24, interdisant ainsi un nouvel enfoncement de la gâchette sans avoir au préalable repoussé le curseur 21. Comme on l'aura compris, la torche selon l'invention présente plusieurs niveaux de sécurité Dès que la gâchette est correctement enfoncée, une tension de repos ou de sécurité (inférieure à 24 V) est appliquée aux bornes du circuit initialement fermé électrode 5 tuyère 6 pour mesurer la continuité électrique de ce circuit Si ce circuit s'avère ouvert (l'électrode et/ou la tuyère ne sont pas montées dans le corps de torche), la poursuite du cycle est interdite et aucune tension de puissance ne sera délivrée Si le circuit s'avère bien fermé, la tension de la source de puissance peut être appliquée aux bornes du circuit électrode-tuyère au moment o le circuit pneumatique est mis sous pression L'écartement, sous l'effet de cette pression, de l'électrode 5 par rapport à la tuyère 6, produit une rupture du circuit de puissance, ce qui entraîne l'étincelle initiatrice de l'arc pilote Cet agencement permet d'éviter de détruire une partie de la torche dans le cas o il manque une pièce d'usure mais aussi de supprimer tous les risques d'électrocution si l'opérateur venait à toucher la partie active de la torche pendant la séquence d'amorçage Le contacteur 16 détecte par ailleurs si la jupe est correctement montée en position sur le corps de torche pour autoriser le départ du cycle décrit ci-dessus Dès que la jupe est enlevée pour une intervention sur les parties actives du circuit générateur de plasma, le contacteur 16 s'ouvre et interdit tout fonctionnement ultérieur du cycle. Lors de la maintenance de la torche, notamment pour le remplacement d'une pièce d'usure, si l'opérateur ne respecte pas les consignes de sécurité, à savoir la mise hors tension de la source de puissance avant cette intervention, il peut demeurer un risque d'accident au moment du remontage de la jupe sur le corps de torche car, si la gâchette est alors appuyée mal à propos (après actionnement du curseur 21), la mise en place de la jupe autorisera normalement le départ du cycle d'amorçage Dans la torche selon l'invention, on effectue un contrôle électrique de la séquence de remontage de la jupe: après remontage des pièces d'usure, si l'opérateur maintient la gâchette enfoncée quand il remet en place la jupe isolante, le générateur de courant se met automatiquement en configuration de sécurité et signale le défaut par allumage d'un voyant ou en émettant un signal sonore Pour déverrouiller la source de puissance, l'opérateur a le choix entre deux solutions: s'il est près du générateur de courant, il le met hors tension pour faire retomber le verrouillage électrique, puis il le remet en service normalement, ou, s'il est à distance du générateur, il enlève la jupe isolante, ce qui fait retomber la sécurité, et la remonte de nouveau en veillant cette fois à ce que la gâchette soit revenue en position inactive La sécurité gâchette selon l'invention, avec son curseur de blocage, permet de conserver une souplesse d'actionnement normal de la gâchette fortement appréciée par les utilisateurs En effet, si la gâchette est trop dure, les muscles de la main se tétanisent rapidement et la précision du travail devient moins bonne Avec la sécurité assurée par le curseur 22, le ressort 18 de rappel de la gâchette peut avoir une force relativement faible, de sorte que l'actionnement du contacteur et son maintien fermé, une fois que le curseur 22 a été rétracté, est obtenu par un faible appui sur la gâchette n'occasionnant pas de  When the operator ceases to press the trigger, the spring 18 brings the latter back to its inactive position and the cursor 21 is brought back forward, under the effect of the spring 23, thereby bringing the protrusion 22 opposite. the stop 24, thus prohibiting a further sinking of the trigger without having previously pushed the cursor 21. As will be understood, the torch according to the invention has several levels of security As soon as the trigger is correctly depressed, a tension of rest or safety (less than 24 V) is applied to the terminals of the initially closed circuit electrode 5 nozzle 6 to measure the electrical continuity of this circuit If this circuit proves to be open (the electrode and / or the nozzle are not fitted in the torch body), the continuation of the cycle is prohibited and no power voltage will be delivered If the circuit turns out to be closed, the voltage of the power source can be applied to the terminals of the electrode-nozzle circuit when the pneumatic circuit is pressurized The separation, under the effect of this pressure, of the electrode 5 relative to the nozzle 6, produces a rupture of the power circuit, which causes the initiating spark of the pilot arc This arrangement makes it possible to avoid destroying part of the torch in the event that a wearing part is missing but also to eliminate all risks of electrocution if the operator were to touch the active part of the torch during the priming sequence The contactor 16 also detects whether the skirt is correctly mounted in position on the torch body to authorize the start of the cycle described above As soon as the skirt is removed for an intervention on the active parts of the plasma generator circuit, the contactor 16 opens and prevents any further operation of the cycle. During the maintenance of the torch, in particular for the replacement of a wearing part, if the operator does not respect the safety instructions, namely switching off the power source before this intervention, he may remain a risk of accident when reassembling the skirt on the torch body because, if the trigger is then improperly pressed (after actuation of the slider 21), the installation of the skirt will normally allow the start of the cycle d In the torch according to the invention, an electrical control is carried out of the sequence for reassembling the skirt: after reassembly of the wearing parts, if the operator keeps the trigger pressed when he puts the insulating skirt back in place, the current generator automatically goes into safety configuration and signals the fault by lighting up a warning lamp or by emitting an audible signal To unlock the power source, the operator has two options: is close to the current generator, it turns it off to make the electrical lock fall down, then it returns to normal service, or, if it is at a distance from the generator, it removes the insulating skirt, which makes safety fall , and rises again, this time ensuring that the trigger has returned to the inactive position. The trigger security according to the invention, with its blocking slider, makes it possible to maintain a flexibility of normal actuation of the trigger highly appreciated by the users Indeed, if the trigger is too hard, the muscles of the hand become paralyzed quickly and the precision of the work becomes less good With the security ensured by the cursor 22, the spring 18 for returning the trigger can have a relatively weak force , so that actuation of the contactor and keeping it closed, once the slider 22 has been retracted, is obtained by lightly pressing the trigger, not causing

fatigue excessive de l'opérateur.excessive operator fatigue.

Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée pour autant mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art En particulier, les sécurités décrites ci-dessus peuvent trouver des applications dans d'autres types de torche ou de pistolets, notamment les torches de gougeage et de soudage ou les pistolets de projection à air chaud ou à  Although the present invention has been described in relation to a particular embodiment, it is not limited thereby, but is on the contrary subject to modifications and variants which will appear to those skilled in the art. safety devices described above can find applications in other types of torch or pistols, in particular gouging and welding torches or spray guns with hot air or

jets de fluides.jets of fluids.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1 Torche de coupage à plasma comportant un corps de torche ( 1) renfermant un dispositif générateur de plasma ( 3) comportant une tuyère d'éjection de plasma ( 6), une jupe isolante ( 11) entourant la tuyère et montée sur une extrémité ( 2) du corps ( 1), et une gâchette ( 17) déplaçable entre une position inactive et une position active pour mettre en oeuvre la torche, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de blocage ( 21), déverrouillables manuellement, interdisant normalement le déplacement de la gâchette ( 17) vers sa position  1 plasma cutting torch comprising a torch body (1) enclosing a plasma generating device (3) comprising a plasma ejection nozzle (6), an insulating skirt (11) surrounding the nozzle and mounted on one end ( 2) of the body (1), and a trigger (17) movable between an inactive position and an active position to implement the torch, characterized in that it comprises blocking means (21), unlockable manually, normally prohibiting moving the trigger (17) to its position active.active. 2 Torche selon la revendication 1, caractérisée en ce que  2 torch according to claim 1, characterized in that les moyens de blocage ( 21) sont portés par la gâchette ( 17).  the locking means (21) are carried by the trigger (17). 3 Torche selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de blocage comprennent un curseur ( 21) coopérant, en position normale de repos, avec une butée ( 24) solidaire du corps de  3 torch according to claim 2, characterized in that the locking means comprise a slider (21) cooperating, in the normal position of rest, with a stop (24) integral with the body of torche ( 1).torch (1). 4 Torche selon la revendication 3, caractérisée en ce que le curseur ( 21) est sollicité vers sa position normale de repos par un  4 torch according to claim 3, characterized in that the cursor (21) is biased towards its normal rest position by a ressort ( 23).spring (23). 5 Torche selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée  5 Torch according to one of claims 2 to 4, characterized en ce que la gâchette ( 17) coopère avec une lame ressort de rappel ( 18) actionnant un interrupteur ( 20) en réponse au déplacement de la  in that the trigger (17) cooperates with a return spring blade (18) actuating a switch (20) in response to the movement of the gâchette vers sa position active.trigger to its active position. 6 Torche selon l'une des revendications précédentes, carac-  6 Torch according to one of the preceding claims, charac- térisée en ce qu'elle comporte des moyens électriques ( 15, 16) de  terized in that it comprises electrical means (15, 16) for détection de mise en place de la jupe ( 11).  detection of placement of the skirt (11). 7 Torche selon la revendication 6, caractérisée en ce que la jupe ( 11) comporte une enveloppe tubulaire en matériau plastique  7 torch according to claim 6, characterized in that the skirt (11) comprises a tubular casing of plastic material avec un chemisage en céramique ( 12).  with a ceramic liner (12). 8 Torche selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de détection comprennent un contacteur ( 16) monté dans le  8 torch according to claim 7, characterized in that the detection means comprise a contactor (16) mounted in the corps ( 1) et coopérant avec une partie ( 13) de l'enveloppe ( 11).  body (1) and cooperating with a part (13) of the envelope (11).