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"Maillon de chine"
La présente invention concerne un maillon pour chaînes d'ancres, etc..,, et son procédé de fabrication.
Un des buts de l'invention est la réalisation d'un maillon pouvant être fabriqué avec d'autres, de manière à constituer une chaîne, plus rapidement que le maillon ordinaire soudé.
Un autre but est la réalisation d'un maillon beaucoup plus solide et moins onéreux à fabriquer que le maillon ordinaire soudé. Un mode préféré de réalisation comporte un dispositif à étançon permettant d'obtenir un maillon étançonné établi de façon qu'il soit impossible que cet étançon se détache ou tombe.
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Dans la fabrication des chaînes, on doit tenir compte de plusieurs difficultés. On a eu l'habitude de faire les maillons en fer forgé pour la raison que l'on peut souder solidement cette matière pour former la boucle fermée de chaque maillon. Une chaîne établie en cette ma- tière - une limite de résistance définie. Bien qu'il existe plusieurs genres d'acier dont la résistance est de beaucoup supérieure à celle du fer forgé, on n'a p'as pu jusqu'ici les utiliser pour les chaînes par suite de l'impossibilité de souder convenablement ces aciers.
Dans la fabrication des barres pour maillons de chaîne, on a l'habitude de la- miner ces barres au diamètre voulu, ce procédé ayant pour résultat de donner au métal une texture ressemblant à la texture fibreuse en ce que la résistance à la traction sui- vant l'axe longitudinal de la barre est supérieure à la résistance à la traction mesurée transversalement aux fibres.
En conséquence, pour obtenir une résistance maxima, il est de grande importance que la traction soit effectuée, dans toute la mesure du possible, suivant l'axe de la barre. Pour fa- briquer un maillon ordinaire soudé, on roule une longueur convenable de barre de fer forgé en forme de boucle que l'on glisse sur le maillon précédent de la chaîne.On ferme alors la boucle ouverte en en soudant les extrémités l'une sur l'autre. On obtient ainsi une boucle fermée dans laquelle la texture fibreuse du métal suit la direction de la barre dans le maillon. Lorsque la chaîne est soumise à la traction, la plus grande partie de l'effort se fait dans la direction de l'axe de la barre.
En plus de l'effort longitudinal de trac- tion sur le maillon, il existe un effort de cisaillement près des extrémités par suite du contact intérieur des ex- trémités voisines des maillons successifs. Pour cette raison, un maillon bien fait, lorsqu'on pousse l'épreuve jusqu'à la
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rupture, se casse en ce point, c'est-à-dire près de la cour- bure de l'une ou de l'autre de ses extrémités, par suite de l'effort de cisaillement créé par le contact avec le maillon voisin qui s'ajoute à l'effort de traction exercé sur toute la chaîne .Si cet effort de cisaillement n'existait pas, la résistance théorique de la chaîne serait juste le double de la résistance à la traction de la barre dont elle est cons- tituée,
du fait que chaque maillon comporte deux éléments latéraux établis en cette barre se partageant l'effort total de tension sur la chaîne. En fait, la résistance à la rupture d'une chaîne en fer forgé bien faite est d'environ 85 à 90 % du double de la résistance de la barre.
Il y a lieu de plus, dans la fabrication des mail- lons de chaîne, de tenir compte de certains facteurs limita- tifs. Parmi ceux-ci, les dimensions spécifiées sont, dans la pratique, des points essentiels du fait que la plupart des chaînes, principalement les grosses, doivent pouvoir s'engager correctement dans une roue ordinaire à empreintes telles que celles des guindeaux de type courant montés sur le gaillard d'avant des navires pour lever les ancres. Le maillon type doit avoir une longueur égale à six fois le diamètre de la barre et une largeur extrême égale à environ 3,6 fois ce diamètre. Il doit être extérieurement de forme ovale et exempt de bosses ou autres protubérances.
Un maillon de chaîne suivant l'invention a une résistance beaucoup plus grande qu'un maillon en fer forgé de mêmes dimensions, correspond à la spécification courante au point de vue dimensions, et peut être fabriqué rapidement et économiquement. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on donne au maillon la résistance né- cessaire en utilisant une barre en alliage d'acier laminé tel que, par exemple, un acier ou nickel ayant une résistance à la traction d'environ 70 kilos par m/m2 Grâce à un traite-
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ment thermique approprié, une barre de cet acier peut avoir une résistance d'environ 105 kilos par m/m2 tout en gardant une dureté suffisante pour servir à fabriquer des chaînes.
Les barres de cet acier sont, suivant l'invention, cintrées pour former des éléments en U que l'on assemble par paires pour constituer des maillons de chaine. La forme des joints constituée par les extrémités des éléments correspondants de chaque maillon est étudiée de façon que le point le plus faible du maillon ne se trouve pas à l'un ou à l'autre des deux joints, mais dans la courbe ainsi qu'il est normal.
La grande résistance des maillons suivant l'invention pro- vient en partie de ce que la barre est formée de manière que le grain ou fibre du métal s'étende en rond en suivant la forme du maillon. Par suite, il n'existe pas de tensions transversalement à la texture fibreuse, et l'on évite ainsi les maillons affaiblis par des vices internes de matière.
Ceci est important pour la raison, que , en fait, des pailles peuvent se produire à l'intérieur de l'acier au cours du laminage. Si ces pailles se montrent à la surface de la barre, on peut les découvrir facilement et rebuter la partie défec- tueuse de cette barre. Toutefois, ces pailles se produisent fréquemment à l'intérieur de la barre et ne peuvent pas être découvertes par les moyens d'examen courants. En règle géné- rale, ces pailles ne diminuent pas sensiblement la résistance longitudinale à la traction de la matière mais en diminuent grandement la résistance transversale. En conséquence, si les fibres de la barre se trouvent disposées dans le maillon de manière à en suivre la forme, la présence de pailles possible dans la barre ne présente pas, en général d'inconvénients.
Si toutefois la barre se trouve disposée dans le maillon de façon à ce qu'il existe des tensions perpendiculaires aux fibres, comme par exemple dans le cas où le maillon est ma-
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tricé dans une barre laminée de façon que la texture fibreuse des extrémités du maillon se trouve disposée transversalement à la longueur du maillon, la présence de pailles cachées di- minue très fortement la résistance du maillon et rend toute la chaîne susceptible de se rompre sous un effort bien infé- rieur à la résistance à la rupture escomptée.
Suivant l'invention, on peut établir un maillon en deux pièces en un alliage d'acier laminé à haute résistance tel que, par exemple l'acier au nickel, chaque pièce étant cintrée en U. On peut forger une de ces pièces de manière que ses extrémités forment dans l'ensemble un cône et soient pourvues d'une série de nervures ou colliers les entourant partiellement ou entièrement. Cette partie, que l'on peut appeler la partie mâle, subit, de préférence, un traitement thermique lui donnant une résistance à la traction d'environ 50 % supérieure à celle de la barre laminée refroidie à l'air.
Etant donné qu'il n'est pas nécessaire de réchauffer cette partie pour l'assembler à la seconde lorsque l'on fait le maillon, elle conserve sa résistance dans le maillon terminé.
L'autre partie, qui sera dénommée partie femelle, est établie en cintrant en U un tronçon de barre laminée que l'on forge en étampant un creux dans chaque extrémité, une partie du métal déplacé étant refoulée latéralement pour former deux oreilles venant en contact l'une contre l'autre et constituant l'étançon du maillon.
Les creux de cette partie femelle ont les dimensions et la forme voulues pour recevoir les extrémi- tés ooniques de la partie mâle.Pour terminer le maillon, on introduit ces extrémités coniques de la partie mâle dans les creux des extrémités de la partie femelle qui a été chauffée à la température voulue pour être forgée.On comprime alors les parois des creux de manière à en refouler la matière pour la mettre en contact intime avec les nervures des extrémités
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coniques, et on finit ainsi, entre chaque paire de parties en prise, un joint qui est de résistance égale à celle de la barre dont la partie femelle est constituée.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite avec ré- férence au dessin annexé représentant schématiquement et à titre d'exemple une forme de réalisation de l'invention.
Sur ce dessin
La Fig. 1 est une vue en élévation de côté d'un tronçon de barre courbé en U.
La Fig. 2 est une vue en élévation latérale de la partie femelle du maillon.
La Fig. 3 est une vue en élévation latérale de la partie mâle du maillon.
La Fig. 4 est une autre vue analogue de cette partie.
La Fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 1.
La Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 2.
La Fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 3.
La Fig. 8 est une élévation de la partie femelle de la Fig. 2 vue sous un angle différent.
La Fig. 9 est une vue en élévation de côté d'un maillon fini.
La Fig.10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9.
Sur ce dessin, Il désigne un tronçon d'une barre cylindrique de métal laminé convenable, par exemple un acier au nickel, qui a été courbé en U. Il doit être bien entendu que l'invention ,n'est pas limitée à un métal particulier quelconque, mais s'applique- à toute matière susceptible
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d'être forgée et, de préférence, d'être soumise à un traitement thermique destiné à en augmenter sensiblement la résistance à la traction. Cette barre est de préférence, de section transversale circulaire, comme montré sur la
Fig. 5 . La partie femelle représentée sur la Fig. 2 peut être forgée au mouton dans des matrices appropriées ; ses extrémités sont creusées comme représenté en 12 les ex- trémités des cavités formant un cône pointu, comme représen- té en 13 .
Cette opération de forgeage laisse leur texture fibreuse aux parois 14 entourant les creux 12 dans le sens général de la forme du maillon, de sorte que les efforts de tension dans le maillon sont dans la direction de la texture fibreuse des parois 14 de même que dans le coude 15.Lorsque l'on forge les creux 12 ,une partie du métal de la barre est déplacée latéralement pour former des oreilles 16 qui se re- joignent par exemple en 17 afin de constituer l'étançon du maillon terminé. Par suite, cet étançon fait partie intégrante de la matière du maillon et ne peut pas se décoller ou tomber.
Comme expliqué plus haut, ces oreilles 16 servent également à renforcer la paroi 14 et ainsi à augmenter la résistance des joints assemblant les deux parties constituant le maillon.
La partie mâle du maillon représentée sur la Fig.3 est de même forgée dans un tronçon coudé 11 de la barre. Les extrémités 18 de cette partie sont de diamètre légèrement réduit et de forme sensiblement conique. De préférence, la longueur de chaque extrémité 18 est d'environ deux fois le diamètre de la barre de façon à permettre de ménager un nom- bre suffisant de nervures. Pour obtenir le maximum de résis- tance, il y a avantage à prévoir plusieurs nervures, la Fig.3 en représentant quatre, 20,21, 22, et 23 .Chacune de ces nervures est pourvue d'un épaulement 24 disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'extrémité de la
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partie.
Ces épaulements doivent se mettre en prise avec la matière des parois 14 de la partie femelle afin de former les joints réunissant l'une à l'autre les parties du maillon.
De préférence, le côté de chaque nervure opposé à l'épaule- ment plat 24 est arrondi ou conique afin de faciliter l'écou lement du métal autour du collet entre les nervures lorsque l'on forge les extrémités 14 de la partie femelle autour de l'extrémité 18 de la partie mâle pour former le joint. Pour la même raison, ces collets sont de même coniques afin d'é- viter des plis affaiblissants dans les parois de l'extrémité
14 lorsqu'on procède au forgeage pour former le joint. Le bout 25 de chaque extrémité est de préférence conique (fig.3) l'angle au sommet du cône n'étant pas, de préférence, supé- rieur à 140 .
La plus petite nervure se trouve A la base du bout 25 , les nervures successives plus éloignées de ce bout augmentant progressivement en diamètre sauf que les nervures
23 et 24 sont représentées avec un diamètre sensiblement égal. En forgeant les extrémités mâles 18 , on ménage un collet convenable 26 de diamètre réduit entre chaque nervure
23 et le coude 27 de la partie. La section transversale de ce collet a, de préférence, une surface égale à 65 à 70 % de celle de la barre. Ces extrémités 18 sont , de plus, légè reme,nt aplaties (fig. 4 et 7) de sorte que les nervures 22 et 23 n'existent pas sur tout le pourtour de ces extrémités mais sont interrompues de chaque côté de la partie par des faces plates 29.
Dans le maillon représenté, le plus petit diamètre de l'extrémité conique 18 est, sur la plus grande partie de sa longueur, égal à environ 75 % de celui de la barre. Ceci laisse une bonne épaisseur minima aux parois 14 entourant ces extrémités. La partie mâle , après avoir reçu par forgeage la forme voulue, est de préférence, soumise à un traitement thermique afin de porter sa résistance à la
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traction au maximum possible en lui gardant une dureté convenable. En donnant aux maillons les proportions repré- sentées sur le dessin, la matière peut avoir sa résistance à la traction augmentée de 50 % sans diminution nuisible de sa dureté.
Lorsque l'on veut réunir les deux parties du maillon, on introduit la partie mâle dans le dernier maillon fini de la chafne, et la partie femelle est chauffée à une température convenant pour le forgeage. Cette partie femelle est enfoncée autour de la partie mâle froide et les parois 14 sont matricées afin de s'écouler entre les collets ou parties rentrantes de cette partie mâle entre les nervures successives de cette dernière. Cette opération de forgeage est effectuée dans une matrice convenable donnant au maillon sa forme définitive représentée sur la fige 9 . On voit sur cette figure que, dans ces joints, les points les plus faibles des deux parties sont situés au collet 26 de la partie mâle et au point 30 de la partie femelle ou la paroi 14 de cette partie entoure la nervure 20 .
Suivant l'invention, la surface de la section transversale de la partie femelle au point 30 est égale à environ 90 % de celle de la section transversale de la barre. Du fait que le métal chaud de la paroi 14 est mis par forgeage en contact intime avec le métal froid de la partie mâle, cette paroi 14 est refroidie avec une rapi- dité suffisante pour la tremper dans une certaine mesure.
Cette trempe augmente sa résistance de sorte que, à ce point 30 , la résistance à la traction de la partie femelle est sensiblement égale à la résistance de la barre au coude 15.
Comme mentionné plus haut, la surface de la section transver- sale du collet 26 de la partie mâle qui doit supporter la moitié de l'effort total de traction exercé sur le maillon du fait qu'elle se trouve entre le coude 27 de la partie mâle et la nervure la plus voisine 23 ,est égale à 65 à 70 %
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de celle de la barre. Toutefois, l'invention prévoit que la partie mâle est soumise à un traitement thermique augmentant sa résistance de 50 % . Ceci donne une résistance à la trac- tion au collet 26 sensiblement égale à celle de la barre non traitée de la partie femelle.
Du fait du renforcement de chacune des nervures par suite de l'action de serrage des autres nervures dans chaque joint, les points de résistance minima dans le joint sont le collet 26 de la partie mâle et le point 30 de la partie femelle, à condition que les collets et les nervures intermédiaires aient des proportions correctes telles que celles représentées sur le dessin. Il est évident que la résistance du joint en ces points est égale ou supérieure à celle de la barre à l'extrémité 15, de sorte que, si l'on essaie le maillon jusqu'à la rupture, on doit s'atten- dre à ce qu'elle se produise en un point de l'extrémité femelle du maillon soumis à des efforts de cisaillement en plus des efforts de traction. C'est là que la rupture s'est invariablement produite lorsque des maillons ainsi fabriqués ont été essayés dans ces conditions.
La Fig. 9 montre que les oreilles 16 constituant l'étançon, renforcent matérielle- ment un côté de la paroi 14 . Ainsi qu'on le voit sur les Fig. 4 et 10, les extrémités coniques 18 de la partie mâle sont fortement aplaties, de sorte que les parties des parois 14 des faces du maillon peuvent avoir une certaine épaisseur sans que l'épaisseur totale de chaque joint entre les faces du maillon dépasse le diamètre de la barre. Il est très im- portant que les parois 14 aient, en ces points, une épaisseur sensiblement constante du fait qu'en service, le maillon est souvent soumis à des efforts de flexion autour de son axe transversal médian.
Etant donné que les opérations de matriçage sont d'une exécution rapide et facile, on peut fabriquer les mail- lons de ce genre beaucoup plus rapidement que ceux qui sont
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soudés. Par exemple, lorsque l'on fabrique des chafnes dans des barres de 76 m/m, la production moyenne journalière est de douze maillons en chaîne soudée. Lorsque l'on fabrique, en conformité avec l'invention, une chaîne de mêmes dimen- sions, la même équipe peut produire cent cinquante maillons par jour. Des essais pratiques ont permis de constater que la résistance des maillons suivant l'invention est égale à sensiblement 85 à 90 % du double de la résistance de la barre non traitée telle qu'elle existe dans la courbe 15 de la partie femelle.
Du fait que l'on se sert d'alliages d'acier ayant deux fois la résistance à la rupture du fer forgé, le maillon fini du type décrit a une résistance presque double de celle du maillon soudé en fer forgé de même section trans- versale. De plus, la disposition des fibres du métal dans le maillon et la façon d'assembler les parties du maillon, permettent un contrôle de la fabrication ayant pour résultat une résistance à la rupture remarquablement uniforme des maillons individuels, tous restant dans la limite de 3 % de la spécification concernant un maillon de toutes dimensions et métal donnés.
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"Maillon de chine"
The present invention relates to a link for anchor chains, etc., and its method of manufacture.
One of the aims of the invention is to provide a link that can be manufactured with others, so as to constitute a chain, more quickly than the ordinary welded link.
Another object is the realization of a link much stronger and less expensive to manufacture than the ordinary welded link. A preferred embodiment comprises a prop device making it possible to obtain a propped link established in such a way that it is impossible for this prop to come off or fall.
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In the manufacture of chains, several difficulties must be taken into account. We used to make the links in wrought iron for the reason that we can weld this material securely to form the closed loop of each link. A chain established in this matter - a definite limit of resistance. Although there are several kinds of steel whose strength is much greater than that of wrought iron, they have not been used so far for chains due to the impossibility of properly welding these steels. .
In the manufacture of bars for chain links it is customary to roll such bars to the desired diameter, this process having the result of giving the metal a texture resembling the fibrous texture in that the tensile strength follows. - the longitudinal axis of the bar is greater than the tensile strength measured transversely to the fibers.
Consequently, in order to obtain maximum resistance, it is of great importance that the traction be carried out, as far as possible, along the axis of the bar. To make an ordinary welded link, a suitable length of wrought iron bar is rolled into a loop shape and slipped over the previous link in the chain; the open loop is then closed by welding the ends together. on the other. A closed loop is thus obtained in which the fibrous texture of the metal follows the direction of the bar in the link. When the chain is under tension, most of the force is in the direction of the bar axis.
In addition to the longitudinal tensile stress on the link, there is a shear stress near the ends as a result of the internal contact of the adjacent ends of successive links. For this reason, a well-made link, when we push the test to the
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rupture, breaks at this point, that is to say near the curvature of one or the other of its ends, as a result of the shear force created by the contact with the neighboring link which is added to the tensile force exerted on the whole chain. If this shear force did not exist, the theoretical resistance of the chain would be just double the tensile strength of the bar of which it is made. titled,
the fact that each link has two lateral elements established in this bar sharing the total tension force on the chain. In fact, the breaking strength of a well-made wrought iron chain is about 85-90% of double the strength of the bar.
In addition, in the manufacture of chain links, account should be taken of certain limiting factors. Of these, the dimensions specified are, in practice, essential points as most chains, mainly large ones, must be able to engage properly in an ordinary wheel with indentations such as those of standard type windlasses mounted. on the forecastle of ships to raise anchors. The typical link should have a length of six times the diameter of the bar and an extreme width of approximately 3.6 times that diameter. It should be externally oval in shape and free from bumps or other protrusions.
A chain link according to the invention has a much greater strength than a wrought iron link of the same dimensions, corresponds to the current specification in terms of dimensions, and can be manufactured quickly and economically. For the implementation of the invention, the link is given the necessary strength by using a bar made of a rolled steel alloy such as, for example, a steel or nickel having a tensile strength of about 70 kilograms. per m / m2 Thanks to a
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A bar of this steel can have a resistance of about 105 kilograms per m / m2 while retaining sufficient hardness to be used in the manufacture of chains.
The bars of this steel are, according to the invention, bent to form U-shaped elements which are assembled in pairs to form chain links. The shape of the joints formed by the ends of the corresponding elements of each link is studied so that the weakest point of the link is not at one or the other of the two joints, but in the curve as well as he is normal.
The great strength of the links according to the invention arises in part from the fact that the bar is formed in such a way that the grain or fiber of the metal extends in a circle following the shape of the link. As a result, there are no tensions transversely to the fiber texture, and links weakened by internal material defects are thus avoided.
This is important for the reason, that, in fact, flaws can occur inside the steel during rolling. If these straws show up on the surface of the bar, one can easily uncover them and discard the defective part of this bar. However, these flaws frequently occur inside the bar and cannot be discovered by common means of examination. As a general rule, these straws do not appreciably decrease the longitudinal tensile strength of the material but greatly reduce its transverse strength. Consequently, if the fibers of the bar are arranged in the link so as to follow its shape, the possible presence of straws in the bar does not generally present any drawbacks.
If, however, the bar is placed in the link so that there are tensions perpendicular to the fibers, as for example in the case where the link is ma-
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knitted in a rolled bar so that the fibrous texture of the ends of the link is placed transversely to the length of the link, the presence of hidden straws greatly reduces the strength of the link and makes the whole chain susceptible to breaking under a force much lower than the expected breaking strength.
According to the invention, it is possible to establish a two-piece link in a high-strength rolled steel alloy such as, for example nickel steel, each part being bent in a U. One of these parts can be forged so that its ends generally form a cone and are provided with a series of ribs or collars surrounding them partially or entirely. This part, which may be called the male part, preferably undergoes a heat treatment giving it a tensile strength of approximately 50% greater than that of the air-cooled rolled bar.
Since it is not necessary to heat this part to assemble it every second when making the link, it retains its strength in the finished link.
The other part, which will be called the female part, is established by bending in U a section of rolled bar which is forged by stamping a hollow in each end, part of the displaced metal being pushed back laterally to form two ears coming into contact. one against the other and constituting the prop of the link.
The hollows of this female part have the dimensions and shape desired to receive the oonic ends of the male part. To complete the link, these conical ends of the male part are introduced into the hollows of the ends of the female part which has been heated to the desired temperature to be forged. The walls of the hollows are then compressed so as to push back the material to bring it into intimate contact with the ribs of the ends
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conical, and thus ends, between each pair of engaging parts, a seal which is of equal strength to that of the bar of which the female part is made.
Other advantages and features of the invention will emerge from the description which will be given with reference to the appended drawing showing schematically and by way of example one embodiment of the invention.
On this drawing
Fig. 1 is a side elevational view of a U-curved bar section.
Fig. 2 is a side elevational view of the female part of the link.
Fig. 3 is a side elevational view of the male part of the link.
Fig. 4 is another similar view of this part.
Fig. 5 is a section taken along line 5-5 of FIG. 1.
Fig. 6 is a section taken along line 6-6 of FIG. 2.
Fig. 7 is a section taken along line 7-7 of FIG. 3.
Fig. 8 is an elevation of the female part of FIG. 2 viewed from a different angle.
Fig. 9 is a side elevational view of a finished link.
Fig. 10 is a section taken along line 10-10 of Fig. 9.
In this drawing, it denotes a section of a cylindrical bar of suitable rolled metal, for example nickel steel, which has been bent in a U. It should be understood that the invention is not limited to a metal. any particular, but applies to any subject susceptible
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to be forged and, preferably, to be subjected to a heat treatment intended to significantly increase its tensile strength. This bar is preferably of circular cross section, as shown in the figure.
Fig. 5. The female part shown in FIG. 2 can be sheep forged in suitable dies; its ends are hollowed out as shown at 12, the ends of the cavities forming a pointed cone, as shown at 13.
This forging operation leaves their fibrous texture to the walls 14 surrounding the hollows 12 in the general direction of the shape of the link, so that the tension forces in the link are in the direction of the fibrous texture of the walls 14 as well as in the elbow 15.When the recesses 12 are forged, part of the metal of the bar is moved laterally to form ears 16 which join, for example at 17, in order to constitute the prop of the finished link. Consequently, this prop is an integral part of the link material and cannot come off or fall.
As explained above, these ears 16 also serve to reinforce the wall 14 and thus to increase the resistance of the joints assembling the two parts constituting the link.
The male part of the link shown in FIG. 3 is likewise forged in an angled section 11 of the bar. The ends 18 of this part are of slightly reduced diameter and of substantially conical shape. Preferably, the length of each end 18 is about twice the diameter of the bar so as to allow for a sufficient number of ribs. To obtain the maximum resistance, it is advantageous to provide several ribs, Fig. 3 showing four, 20, 21, 22, and 23. Each of these ribs is provided with a shoulder 24 arranged in a plane. substantially perpendicular to the axis of the end of the
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part.
These shoulders must engage with the material of the walls 14 of the female part in order to form the joints joining the parts of the link to one another.
Preferably, the side of each rib opposite to the flat shoulder 24 is rounded or tapered in order to facilitate the flow of metal around the collar between the ribs when forging the ends 14 of the female part around it. the end 18 of the male part to form the seal. For the same reason, these collars are likewise conical in order to avoid weakening folds in the walls of the end.
14 when forging to form the seal. The tip 25 of each end is preferably conical (Fig. 3) the angle at the apex of the cone preferably not being greater than 140.
The smaller rib is found at the base of tip 25, successive ribs further away from this tip gradually increasing in diameter except that the ribs
23 and 24 are shown with a substantially equal diameter. By forging the male ends 18, a suitable collar 26 of reduced diameter is provided between each rib
23 and the bend 27 of the game. The cross section of this collar preferably has an area equal to 65 to 70% of that of the bar. These ends 18 are, moreover, light reme, nt flattened (fig. 4 and 7) so that the ribs 22 and 23 do not exist all around the periphery of these ends but are interrupted on each side of the part by flat faces 29.
In the link shown, the smallest diameter of the conical end 18 is, over most of its length, equal to about 75% of that of the bar. This leaves a good minimum thickness to the walls 14 surrounding these ends. The male part, after having received by forging the desired shape, is preferably subjected to a heat treatment in order to increase its resistance to
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maximum traction possible while keeping it a suitable hardness. By giving the links to the proportions shown in the drawing, the material can have its tensile strength increased by 50% without detrimental decrease in its hardness.
When we want to join the two parts of the link, we introduce the male part in the last finished link of the chain, and the female part is heated to a temperature suitable for forging. This female part is pressed around the cold male part and the walls 14 are stamped so as to flow between the collars or re-entrant parts of this male part between the successive ribs of the latter. This forging operation is carried out in a suitable die giving the link its final shape shown in fig 9. It can be seen in this figure that, in these joints, the weakest points of the two parts are located at the collar 26 of the male part and at point 30 of the female part where the wall 14 of this part surrounds the rib 20.
According to the invention, the area of the cross section of the female part at point 30 is equal to approximately 90% of that of the cross section of the bar. Because the hot metal of the wall 14 is brought into intimate contact with the cold metal of the male part by forging, this wall 14 is cooled with sufficient speed to quench it to some extent.
This quenching increases its strength so that, at this point 30, the tensile strength of the female part is substantially equal to the strength of the bar at the elbow 15.
As mentioned above, the surface of the cross section of the collar 26 of the male part which must withstand half of the total tensile force exerted on the link because it is between the elbow 27 of the male part. male and the nearest vein 23, is equal to 65 to 70%
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of that of the bar. However, the invention provides that the male part is subjected to a heat treatment increasing its strength by 50%. This gives a tensile strength to the collar 26 substantially equal to that of the untreated bar of the female part.
Due to the reinforcement of each of the ribs as a result of the tightening action of the other ribs in each joint, the minimum resistance points in the joint are the collar 26 of the male part and the point 30 of the female part, provided that the collars and intermediate ribs have the correct proportions as shown in the drawing. It is evident that the strength of the joint at these points is equal to or greater than that of the bar at end 15, so that if one tries the link until it breaks, one must expect that it occurs at a point on the female end of the link subjected to shear forces in addition to tensile forces. This is where breakage invariably occurred when links so fabricated were tested under these conditions.
Fig. 9 shows that the ears 16 constituting the prop materially reinforce one side of the wall 14. As seen in Figs. 4 and 10, the tapered ends 18 of the male part are strongly flattened, so that the wall parts 14 of the link faces can have a certain thickness without the total thickness of each joint between the link faces exceeding the diameter of the bar. It is very important that the walls 14 have, at these points, a substantially constant thickness because, in service, the link is often subjected to bending forces around its median transverse axis.
Since the forging operations are quick and easy to perform, such bridges can be fabricated much more quickly than those which are
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welded. For example, when making chains from 76 m / m bars, the average daily production is twelve welded chain links. When a chain of the same dimensions is manufactured in accordance with the invention, the same team can produce 150 links per day. Practical tests have shown that the resistance of the links according to the invention is equal to substantially 85 to 90% of the double of the resistance of the untreated bar as it exists in the curve 15 of the female part.
Because steel alloys having twice the breaking strength of wrought iron are used, the finished link of the type described has almost double the strength of the welded wrought iron link of the same cross section. versal. In addition, the arrangement of the fibers of the metal in the link and the manner of joining the parts of the link, allow for manufacturing control resulting in remarkably uniform tensile strength of the individual links, all remaining within the limit of 3. % of the specification for a link of any given size and metal.