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J., DUNN, résidant à CRADLEY HEATH (Gde Bretagne).
PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA FABRICATION DES CHAINESo
L'invention est relative à la fabrication des chaînes obtenues en reliant les uns aux autres des maillons ou anneaux tous non fermés, ou fermés à raison de un maillon ou anneau sur deux, et en opérant ensuite la fermeture des maillons ou anneaux par un procédé de forgeage.
Jusqu'ici, et plus spécialement dans la fabrication des chaînes en fer forgé, on a habituellement effectué toute la fabrication par ce que l'on peut appeler des méthodes manuelles, les différents anneaux non fermés étant chauffés au moyen d'un fourneau de forgeron à combustible solide,et, une fois que la liaison était réalisée avec la chaîne déjà formée, ces an- neaux étaient fermés sur une enclume à l'aide d'un marteau de forgeron et/ou d'autres outils à main. Un tel procédé de fermeture des maillons est lent et coûteux et 1-'un des objets de la présente invention consiste en un pro- cédé amélioré qui rend possible la fabrication des chaînes, en particulier en fer forgé, par une opération automatique ou continue.
Conformément à l'invention,le procédé pour joindre ensemble les extrémités non fermées des maillons consiste dans l'application d'un champ de chauffage par induction électro-magnétique au moins sur les zones d'extrémité des maillons et dans l'application d'une pression sur lesdites zones, lorsqu'elles sont chaudes, pour provoquer leur soudure l'une à l'au- tre.
Il entre dans le domaine de l'invention de soumettre la totali- té ou une grande partie d'un maillon ou anneau non fermé au champ de chauf- fage, qui peut être engendré grâce à une bobine circulaire ou rectangulaire, le maillon étant disposé dans l'intérieur de la bobine avec ses zones d'ex- trémité à l'endroit où l'intensité de champ est la plus élevée, de manière qu'elles soient soumises à l'effet de chauffage le plus intense.
Mais de préférence, le champ de chauffage par induction est lo- calisé aux zones d'extrémité du maillon.
Pour des maillons ou anneaux formés à partir de tiges ou barres de diamètre relativement grand ou dont les dimensions de la section trans-
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versale sont relativement grandes, c'est-à-dire au moins 5 à 7 cm. les for- ces nécessaires pour rapprocher les faces terminales des maillons, initia- lement écartées l'une de l'autre d'un intervalle de 1 cm par exemple, sont considérables Pour faciliter cette partie de l'opération, une autre carac- téristique de l'invention consiste à soumettre les zones terminales d'un maillon et la partie du corps de l'anneau en face desdites zones terminales (partie qu'on dénommera par la suite "médiane" pour simplifier) à un champ de chauffage par induction électro-magnétique et à appliquer la pression aux-dites zones terminales, lorsque celles-ci sont à l'état chaud,
de maniè- re à provoquer leur soudure mutuelle.,
Cette caractéristique est de préférence mise en oeuvre avec une condition supplémentaire, savoir, que l'effet de chauffage auquel est sou- mise ladite partie médiane est moins intense que celui auquel sont soumises lesdites zones terminales. Ceci peut évidemment être réalisé de plusieurs manières, par exemple, en employant un courant plus faible pour la bobine génératrice de champ qui chauffe ladite partie médiane, en comparaison avec celui qui chauffe les zones terminales. Ou bien on peut employer le même courant, mais dans une bobine qui engendre un champ plus faible.
Le rapport des champs produits sera tel, dans le cas des maillons en fer forgé, que lorsque les zones terminales auront atteint presque le rouge blanc lors de la jonction, la portion chauffée de ladite partie médiane se trouve dans la gamme du rouge sombre au rouge éclatant.
Le champ de chauffage par induction électro-magnétique peut être engendré par des éléments séparés conduisant le courant, disposés de chaque coté du plan du maillon et propres à être parcourus par des courants qui circulent dans des directions inverses l'une de l'autre et transversales par rapport à l'axe ou ligne des centres des parties à souder ensemble, les- quels éléments sont écartés périodiquement l'un par rapport à l'autre pour permettre aux maillons d'être insérés et d'être enlevés hors de l'emplacement prévu entre ces éléments.
Il est possible d'appliquer la pression de soudage lorsque le maillon est encore soumis au champ de chauffage, ou lorsque les éléments générateurs de champ sont encore en position de travail, le courant étant cependant arrêté ou réduit; mais il vaut mieux, selon une variante préférée de l'invention, appliquer la pression de soudage à chaque maillon une fois que celui-ci a été enlevé hors du champ de chauffage, ou après que ce der- nier a été écarté ou a cessé d'agir sur le maillon. De cette manière, les problèmes découlant du chauffage des organes appliquant la pression, ainsi que la présence des éléments générateurs de champ, sont éliminés.
L'invention réside encore dans l'application, des aspects ou caractéristiques ci=dessus mentionnés, à la fabrication automatique ou con- tinue de chaînes. Le procédé comprend :la présentation d'une portion de ladite chaîne à l'état étendu ou allongé, les anneaux étant engagés les uns dans les autres; le traitement, en des emplacements respectifs écartés les uns des autres le long de ladite portion sur au moins les zones d'extré- mité non fermées des maillons, par un champ de chauffage par induction élec- tro-magnétique pour élever lesdites zones d'extrémité à une température de soudage,et par des moyens d'application de pression pour obtenir le souda- ge mutuel des zones d'extrémités précédemment chauffées;
et l'alimentation de la chaîne par son extrémité pour amener les zones d'extrémité, soumises au chauffage en un moment ou stade déterminé, à se présenter dans le domai- ne d'action desdits moyens d'application de pression en un moment ou stade ultérieur.
Il serait possible d'utiliser le mouvement d'alimentation conti- nu de la chaîne par une de ses extrémités et de disposer le champ de chauf- fage et les moyens d'application de pression de telle sorte que les uns et les autres, ou bien se déplacent avec la chaîne, tout en agissant.sur des parties espacées de celle-ci, en étant ramenés ultérieurementà une position de départ ou d'origine, ou bien soient propres à agir sur la chaî- ne en permettant à celle-ci de se déplacer d'une manière continue.
Par exem-
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pie, la longueur active du champ de chauffage peut être choisie en rapport avec la vitesse de déplacement de la chaîne pour obtenir le degré de chauf- fage voulu, et les moyens d'application de pression peuvent être conçus pour permettre à la chaîne de se déplacer pendant que l'on applique la pression sur celle-ci, cela en incorporant, dans lesdits moyens, des rouleaux d'appli- cation de pression ou organes analogues qui peuvent être évidés ou rainurés pour s'adapter à la forme de section des maillons.
Ou encore, la chaîne peut être alimentée de façon intermittente par son extrémité, et le champ de chauffage et les moyens d'application de pression agissent sur la chaîne pendant les périodes d'immobilité de celle- ci.
Une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé, qui peut être utilisée dans l'une quelconque des dispositions ci-dessus pour sa réalisation, consiste en ce que,pendant l'application de la pression aux parties du maillon qui doivent être soudées ensemble, les extrémités mêmes du maillon peuvent être soumises à une pression de fermeture dirigée suivant la longueur du maillon et tendant à rapprocher lesdites extrémités.
Une autre partie de l'invention a pour objet de réaliser un ap- pareil nouveau ou perfectionné pour joindre ensemble les extrémités des maillons de chaîne non fermés.
Conformément à cette partie de l'invention, l'appareil comprend des pièces conduisant le courant, propres à engendrer un champ de chauffage par induction électro-magnétique dans lequel peut être placé le maillon, et des organes mécaniques d'application de la pression disposés pour effec- tuer la fermeture des extrémités du maillon et amener la soudure mutuelle de celles-ci lorsqu'elles sont à l'état chaud provoqué grâce auxdites pièces.
Les pièces conduisant le courant peuvent avoir la forme d'un système de bobine partagée en deux parties, les parties séparables de cette bobine pouvant se déplacer d'une position de travail engendrant le champ à une position libérée ou ouverte permettant les mouvements d'alimentation de la chaîne; en outre, les outils ou dés d'application de pression sont propres à être ouverts et fermés en synchronisme avec des mouvements analo- gues desdites parties séparables, des moyens de support et d'avancement de la chaîne étant prévus pour faire passer la chaîne au travers du système de bobine partagée et au travers des outils ou dès lorsque ceux-ci sont ouverts.
L'appareil peut être en outre caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour agir sur les zones d'extrémité mêmes d'un maillon, dans la direction longitudinale de celui-ci, pour rapprocher lesdites zones l'une vers l'autre et pour aider à la fermeture des extrémités chauffées non fer- mées.
L'invention est montrée, à titre d'exemple, sur les dessins ci- annexés.
La fig. 1 montre une vue en perspective d'une forme d'appareil construit conformément à l'invention et convenant à la mise en oeuvre du procédé pour relier des maillons de chaîne ayant des faces d'extrémité obli- ques.
La fige 2 montre, en élévation partielle, un autre mode de réa- lisation de pièces conduisant le courant, susceptible d'être utilisé dans le procédé qu'illustre la figo 1 et qui permet le chauffage de la partie médiane d'un maillon, en face de la partie non fermée de celui-ci.
La figo 3 montre, en élévation et à plus grande échelle, les détails d'un système de presse fournissant une pression de soudure dirigée vers l'intérieur contre une région annulaire ou quasi-annulaire s'étendant autour de la surface externe présentée lorsque les zones d'extrémité du mail- lon portent l'une sur l'autre.
La fig. 4 montre une autre forme de maillon de chaîne dans la-
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quelle les --extrémités ont une forme étagée.
La fig. 5 montre, en élévation partielle, un autre mode de réa- lisation d'une presse pour produire une pression de soudage dirigée intérieu- rement et en bout.
La fig. 6 est une vue en coupe suivant les lignes 6-6 fig.5.
Dans l'appareil et procédé illustrés sur la figo 1, la chaîne est en cours de fabrication, et elle est représentée comme comprenant des maillons à branches ou parties parallèles et espacées, reliées à leurs ex- trémités par des parties arquées.
Un de ces maillons sur deux, représenté en 10, a été fermé avant d'avoir été engagé dans les autres maillons faisant partie d'une deuxième catégorie 11, lesquels, avant que l'opération actuelle ne soit terminée, sont ouverts approximativement à mi-chemin entre les extrémités d'une des- dites branches, les zones d'extrémité 12 et 13 présentant des faces obliques, parallèles au moins approximativement, écartées l'une de l'autre dans la longueur du maillon et également,, jusqu'à un certain point, à peu près à angle droit par rapport à leur plan.
Dans le procédé illustré, les maillons sont en fer forgé et, au lieu de prévoir les faces telles que représentées, qui soient obliques par rapport à l'axe ou à la ligne centrale du corps de l'anneau, il serait possi- ble de prévoir des faces de forme étagée, comme le montre la figo 4, lesquel- les, lorsqu'elles sont chauffées et pressées l'une contre l'autre, permet- tent qu'une soudure efficace se réalise en tenant compte de la structure fibreuse du fer forgé, dans laquelle les inclusions de crasse ou autres im- puretés doivent s'étendre longitudinalement le long du corps de l'anneau.
Ainsi qu'il est représenté, les anneaux ont une section trans- versale circulaire, mais on peut évidemment admettre qu'ils aient toute section transversale convenable,par exemple elliptique, ou toute autre for- me ovale ou même rectangulaire.
Les anneaux sont supportés de toute manière convenable qui per- mette de donner à la partie étendue de la chaîne entrelacée représentée sur la figo 1, des mouvements d'alimentation intermittent allant de la gauche vers la droite, les termes gauche et droite étant compris en regardant les dessins.
Par exemple,, bien que ceci ne soit pas représenté, la chaîne entrelacée pourrait être supportée aux deux extrémités de la partie éten- due représentée sur la figo 1, sur des rouleaux ou tambours convenables por- tant les chaînes,dont un ou les deux seraient excentrés pour tourner dans un sens qui maintienne la tension de la portion déroulée de la chaîne, de façon que celle-ci soit supportée et positionnée de la manière illustrée, dans le champ d'action de la pièce 14 conduisant le courant et de l'appareil de matriçage 15.
Comme on voit sur la fige1, un sur deux des maillons 11 de la chaîne n'est pas fermé, et l'entrelacement automatique de ces anneaux avec les anneaux fermés 10 peut être effectué dans toute machine ou dispositif convenable de type généralement connu, alimenté par de la barre ou un ma- tériau analogue convenable servant à fabriquer les maillons non fermés, et également alimenté avec des maillons 10 fermés pré-fabriqués. Comme solu- tion alternativeet bien que ceci ne soitpas illustré par les dessins, tous les maillons de la chaîne peuvent être du type non fermé, et, dans ce cas, la formation des maillons et l'entrelacement de ceux-ci les uns avec les autres peuvent être effectués de manière analogue dans une machine ou dispositif connu avant le stade d'opération qu'illustre la fig. 1.
Les pièces conduisant le courant, représentées sur la figo 1, comprennent une paire d'éléments en bande métallique 16 et 17 véhiculant le courant et présentant des parties arquées 18 et 19 en conformité avec la forme de la section des zones d'extrémité 12 et 13 du maillon, ces élé- ments pouvant être amenés assez près l'un de l'autre pour enfermer plus ou
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moins les zones d'extrémité 12 et 13, tout en restant isolés de celles-ci ainsiqu'isolés l'un de l'autre.
Toute forme convenable de mécanisme pour faire avancer les élé- ments 16 et 17 en position de travail très près des zones d'extrémité 12 et 13 et pour les en retirer jusqu'à la position représentée sur la fige lj permettant à la portion étendue de la chaîne d'être alimentée par son extré- mité, peut être prévue, bien qu'un tel mécanisme n'ait pas été représenté sur les dessins.
Les éléments 16 et 17 conduisant le courant sont alimentés en courant haute fréquence convenable, soit séparément, soit en série, et de telle manière que les pièces 18 et 19 soient traversées par des courants circulant en sens opposés, la direction instantanée du courant étant, par exemple, figurée par les flèches représentées au voisinage des éléments 16 et 17.
La valeur du courant nécessaire, et le temps pendant lequel les extrémités 12 et 13 ont besoin de rester dans le champ de chauffage par in- duction électro-magnétique engendré par les éléments 16 et 17, lorsqu'ils sont dans leur position fermée ou de travail, variera naturellement selon la matière et les dimensions des anneaux ou maillons delà chaîne.
Néanmoins, la valeur approchée du courant nécessaire pour four- nir la quantité voulue de chaleur, pourra être évaluée sans difficulté par les spécialistes du chauffage par induction, et des moyens de réglage pour obtenir les meilleurs résultats dans la pratique peuvent être facilement réalisés sous la forme d'organes de commande du courant associés aux circuits d'alimentation des éléments 16 et 17.
De môme, le température à laquelle les extrémités 12 et 13 doi- vent être amenées pour permettre une soudure effective est bien connue, pour la plupart des matériaux ordinaires avec lesquels la chaîne sera fabriquée et en particulier par le fer forgé, de ceux spécialisés dans la technique du soudage des chaînes.
Une fois que les extrémités 12 et 13 ont été portées à une tem- pérature convenable, par exemple au rouge blanc ou aux environs du rouge blanc dans le cas du fer forgé, ce qui permet au métal de couler ou de s'in- terpénétrer, les éléments 16 et 17 sont amenés automatiquement à leur posi- tion ouverte, que représente la fig.
1, et la partie étendue de la chaîne est alimentée pour amener les susdites extrémités dans le domaine d'action de l'ensemble ou appareil de matriçage ou de presse 150
L'ensemble ou appareil de matriçage comprend une paire d'éléments de serrage ou dès primaires 20 et 21 présentant des portions frontales 22 et 23 destinées respectivement à entrer en contact avec des régions diamé- tralement opposées de la surface extérieure du maillon, que rrésentent les parties d'extrémité 12 et 13 lorsquelles portent l'une sur l'autreo
Comme on le voit,
ces portions frontales se trouvent sur les côtés supérieur et inférieur du maillon et les parties intermédiaires de la surface du maillon dans la région desdites extrémités sont propres à entrer en contact avec des dés secondaires 24 et 25 présentant des portions fronta- les similaires 26 et 27.
Les dés primaires et secondaires sont propres à se déplacer vers l'intérieur pour exercer dans ce sens une pression de soudage, sur une ré- gion annulaire ou quasi-annulaire s'étendantà peu près complètement autour des surfaces extérieures des zones d'extrémité 12 et 13, tout d'abord pour amener celles-ci à porter l'une sur l'autre, puis pour assurer une soudure effective pendant que les zones d'extrémité restent à l'état chaud.
Ainsi qu'on le voit, les dés primaires et secondaires sont munis de surfaces inclinées coopérantes, respectivement 28 et 29, qui permettent que les dés secondaires se déplacent vers l'intérieur lorsque les dés pri- maires se déplacent l'un vers l'autreo Lorsque les dés primaires passent
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en position ouverte, représentée sur les figs 1 et 3, les dés secondaires sont automatiquement dégagés au moyen d'un ressort de compression hélicoï- dal 30 dont les extrémités sont logées dans des évidements convenables dans les dés secondaires.
Il est avantageux que les dés secondaires soient agencés de manière à s'engager dans le dé primaire 21 et à le supporter de manière coulissante, chacun des dés secondaires étant muni d'une rainure de coulis- sement 31 recevant les extrémités latérales du dé primaire 21.
Pour des anneaux ou maillons ayant des dimensions de section relativement grandes, par exemple 5 à 7 cm ou plus, il est préférable de chauffer la partie du corps d'anneau, dite médiane, en face de celle où sont situées les extrémités nqn fermées, ceci afin d'abaisser la valeur de la pression nécessaire pour amener lesdites extrémités à porter l'une sur l'autre
Dans ce but, un autre mode de réalisation, des pièces condui- sant le courant, est représenté sur la fig. 2 dans laquelle les éléments transportant le courant 32 et 33 qui constituent les deux parties d'un système de bobine partagée semblable à celui constitué par les éléments 16 et 17, sont montrés en position rétractée ou ouverte par rapport au maillon 34 sur lequel ils vont agir.
Chaque élément comprend des parties arquées et espacées, comme on voit en particulier en 35 et 36 pour l'élément 32, et en 37 et 38 pour l'élément 33.
Les parties arquées 35 et 37, quand elles sont amenées en po- sition très rapprochée, produisent un champ de chauffage pour les extrémi- tés non fermées 39 et 40 du maillon, et les éléments 36 et '3$ servent à chauf- fer la. partie 41 du corps d'anneau en face des extrémités 39 et 40.
On comprend naturellement que les éléments représentés sur la figure 2 ne le sont que de manière schématique et que des modifications con- venables peuvent leur être apportées pour réduire l'intensité de l'action de chauffage sur la partie 41, en comparaison avec celle agissant sur les extrémités 34 et 40. Par exemple, quand les éléments sont amenés à leur position de travail, les parties 36 et 38 peuvent être plus écartées l'une de l'autre que les parties 35 et 37, de manière à produire un champ de chauffage moins intense.
Semblablement à ce qui est prévu pour les éléments conduisant le courant, les dés primaires 20 et 21 peuvent être rapprochés et écartés ensemble par tout mécanisme convenable qui est de préférence relié de manière opératoire à celui servant à déplacer les éléments conduisant le courant, de sorte que le fonctionnement de ces dés est effectué en synchronisme avec celui desdits élémentso
Les mouvements de ces mécanismes sont aussi de préférence syn- chronisés avec les mouvements d'alimentation imprimés par le système d'en- traînement à la portion de chaîne qui est étendue, de sorte que l'ensemble de l'appareil permette d'obtenir la fabrication automatique et continue de la chaîne.
Au lieu d'utiliser un seul système de pièces conduisant le cou- rant et un seul appareil de matricage ou de presse, plusieurs de ces organes peuvent être utilisés pour fonctionner en regard de points espacés le long de la portion de chaîne étendue. Par exemple dans le cas où un maillon sur deux de la chaîne n'est pas fermé, comme on voit sur la figo 1, il peut y avoir deux ou trois pièces 14 semblables conduisant le courant et fonction- nant simultanément sur des maillons successifs 11, et des appareils de ma- trigage tels que ceux représentés en 15 peuvent*être disposés en regard des maillons fermés 10, en étant maintenus à l'état de non fonctionnement lors- que les pièces conduisant le courant sont en service.
Suivant cette disposition, les mouvements d'alimentation impri-
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mes à la chaîne seront alternativement longs et courts, les déplacements courts correspondant à la distance entre les centres des maillons successifs 10 et
11.
Les déplacements courts permettent, aux maillons chauffés par les pièces distributrices de courant, d'arriver dans le domaine d'action des appareils de matriçage disposés à la sortie des pièces distributrices de courant qui leur sont associés, et les déplacements longs qui sont exécutés après chaque déplacement court permettent à toute la série des maillons a- lors fermés de se dégager de la série des pièces distributrices de courant et des appareils de matriçage, une autre portion de chaîne étendue se trou- vant de ce fait amenée dans le domaine d'action de l'ensemble.
Suivant cet- te disposition, les pièces conduisant le courant et les appareils de matri- çage ne se déplacent pas simultanément pour venir en position fermée ou de travail,mais se déplacent successivement, les premières avant l'exécution de chaque déplacement court et les derniers après terminaison de chaque dé- placement court.
Dans l'appareil que montrent les figs 5 et 6, on voit des mail- lons 10 et 11 semblables à ceux représentés sur les figs. 1 à 3, mais on comprendra que des maillons tels que ceux représentés sur la fig. 4 peuvent être utilisés
L'ensemble ou appareil de matriçage 15 représenté schématique'- ment peut comprendre une paire de dés primaires et une paire de dés secon- daires tels que décrits et représentés précédemment, ou bien seulement une paire unique de dés peut être utilisée pour exercer une pression de soudage dirigée intérieurement vers les axes des zones d'extrémité et sensiblement sur toute la partie annulaire s'étendant autour des surfaces extérieures desdites zones.
En plus des dés ci-dessus, des dés 42 et 43 fonctionnant en bout sont prévus pour presser en contact mutuel les zones d'extrémité 39 et 40 des maillons, dans des directions parallèles aux axes desdites zones.
Les dés sont évidés de manière convenable pour recevoir les extrémités mê- mes du maillon, comme on voit particulièrement sur la fig. 5, et le dé 42 est également évidé pour recevoir la partie médiane du maillon en face des zones d'extrémité, de manière à positionner ledit maillon.
La combinaison de dés fonctionnant vers l'intérieur et en bout permet que les surfaces des portions d'extrémité soient pressées mutuellement l'une contre l'autre de manière à obtenir une soudure satisfaisante.
Les pièces transportant le courant pour chauffer le maillon peu- vent être celles qui ont été décrites en se référant aux figso 1 à 3.
Il est prévu selon l'invention qu'il serait possible d'appliquer la pression de soudage alors que l'anneau est encore soumis au champ de chauf- fage, ou pendant que les éléments engendrant le champ sont encore en position de travail, le courant étant cependant arrêté ou réduit; mais il est préfé- rable d'appliquer la pression de soudage sur chaque maillon après que celui- ci ait été écarté du maillono De cette manière, on élimine les problèmes dé- coulant du chauffage des organes d'application de la pression, ainsi que de la présence des éléments engendrant le champ.
Il serait possible d'utiliser un mouvement d'alimentation conti- nue de la chaîne par une extrémité et de disposer de telle manière, le champ de chauffage et les moyens d'application de pression, que l'un et l'autre, ou bien se déplacent avec la chaîne, tout en agissant sur des parties espa- cées de celle-ci et en étant ultérieurment ramenés à une position de départ ou d'origine, ou bien soient adaptés à agir sur la chaîne, tout en restant immobiles et en permettant cependant à la chaîne de se déplacer de manière continue.
Par exemple, la longueur active du champ de chauffage peut être choisie, par rapport à la vitesse du mouvement de la chaîne de telle façon que soit obtenue la quantité de chaleur voulue, et les moyens d'application de la pression peuvent être conçus pour permettre à la chaîne de se déplacer
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tout en appliquant la pression, cela en incorporant, dans lesdits moyens, des rouleaux ou galets d'application de pression ou analogues qui peuvent être évidés ou rainures pour se conformer à la forme de la section des mail- lonso
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui* précède, l'invention ne se limite aucunement celui de ses modes d'applica- tion, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus particulièrement envisagés, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.