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" Gabarit de soudage perfectionné ".
La présente invention a pour objet un gabarit de soudage utilisé pour maintenir en place les pièces à souder. Il est particulièrement destiné à la construction des voitures, et plus spécialement au maintien de la charpente.latérale et du revêtement d'une voiture à voyageurs pendant leur assemblage par soudage.
Il n'existe pas de plan standard pour le plancher des voitures à voyageurs, en sorte que l'écartement des fenêtres et des divers montants latéraux ainsi que d'autres membrures de la charpente varie pratiquement d'une voiture à une autre.
Jusqu'ici, avant d'exécuter l'opération de soudage pour assembler le revêtement à la paroi latérale de la
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voiture, on était obligé de faire subir au gabarit des ajustements importants pour l'adapter au maintien de la paroi latérale particulière à assembler par soudage. Cette opération., exigeait une dépense considérable de temps et de main-d'oeuvre, était donc onéreuse et causait une grande perte de temps dans la fabrication des voitures.
Le gabarit qui fait l'objet de la présente invention est conçu pour un usage universel, du fait qu'on n'a besoin de lui faire subir aucune modification ou d'aucun ajustement pour l'appropier à la construction de la paroi latérale d'une voiture à voyageurs quelconque.
Beaucoup de compagnies de chemins de fer demandent que leurs voitures présentent des surfaces extérieures lisses. La présente invention facilite grandement la construction des parois latérales de voitures ayant des surfaces extérieures lisses. Le gabarit est pourvu de moyens réglables pour maintenir la cambrure de la paroi pendant le soudage, et il suffit de légers réglages pour adapter cette cambrure à n'importe quelles autres parois latérales de voitures.
Tels sont les objets principaux de la présente invention. ',lais d'autres objets apparaîtront dans la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, sur lequel :
La fig. 1 est une vue schématique montrant les positions relatives du gabarit et d'une soudeuse lors de leur emploi pour l'assemblage par soudage par points du matériel supporté par le gabarit;
La fig. 2 est une coupe-élévation du gabarit, montrant les différentes pièces qui constituent ce dernier, et indiquant, en traits mixtes, une charpente de paroi latérale de voiture avec revêtement, fixée au gabarit;
La fig. 3 est une élévation avant partielle du gabarit, dans laquelle des arrachements ont été pratiqués
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dans la plaque en acier et dans la plaque en cuivre pour montrer clairement certains des éléments constitutifs dudit gabarit la fig. 4 est une vue en coupe horizontale partielle du gabarit; la fige 5 représente, en élévation avant, un gabarit complet destiné à être utilisé dans la construction des voitures; la fig. 6 est une élévation avant fragmentaire à grande échelle du gabarit, représentant la charpente latérale et le revêtement montés sur le gabarit;
la fig. 7 est une coupe partielle à grande échelle du gabarit et montrant une partie du renfort arrière, les plaques d'acier et de cuivre constituant la face antérieure du gabarit ainsi que le revêtement latéral et les membrures en place, avec les électrodes de soudure dans la position de travail; la fig. 8 est une vue en élévation latérale partielle à grande échelle du gabarit, représentant un dispositif tendeur qui fait partie du gabarit et destiné à effacer les gauchissements du revêtement; la fig. 9 est une vue en plan du gabarit représenté sur la fig. 8 ; et la fig. 10 est une coupe-élévation à plus grande échelle de l'étrier de serrage, faite suivant 10-10 de la fig.8.
Il est évident que la présente invention peut servir à d'autres fins que celle décrite et représentée. Elle peut être modifiée et utilisée de bien des façons autres que celle décrite, sans sortir de son cadre.
La fig. 1 représente l'ensemble du gabarit 10 , reposant sur un plancher solide 11, en béton ou autre matériau approprié. Une fosse 12 s'étend sur toute la longueur du gabarit, et une soudeuse 13, fonctionnant dans cette fosse, repose sur des rails 14 et 15. Des électrodes 16 et 17, faisant saillie sur la soudeuse, sont susceptibles de venir en contact a-
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vec la pièce à travailler montée sur la face du gabarit 10.
Comme le montrent les fig. 2, 4 et 5, le gabarit 10 comporte un certain nombre de montants 18, qui peuvent présenter la forme de poutrelles, solidement ancrés dans le plancher en béton 11, Un renfort relativement lourd 19, en acier moulé ou en un autre matériau analogue, est boulonné au montant comme indiqué en 20 (fig. 4). Ce renfort peut être constitué en plusieurs parties 21, 22, 23 et 24 (fig. 3), et il comporte des évidements 25 destinés à l'alléger. Des nervures de renfort 26 sont ménagées sur sa face arrière pour lui assurer la résistance adéquate.
Une plaque 27, en acier ou autre matériau analogue, est fixée au renfort, et une plaque de cuivre 28, de mêmes dimensions que la plaque d'acier, estsolidarisée de manière permanente avec cette derhière. Cette plaque de cuivre constitue la surface de travail du gabarit sur lequel est monté le matériel à souder.
Le long du bord inférieur du gabarit, une cornière 29 est boulonnée aux plaques de cuivre et d'acier comme indiqué en 30, et un certain nombre de butées de réglage 31 sont réparties le long de l'aile 32 de la cornière 29. Ces butées sont filetées et munies d'écrous 33 qui reposent sur la face supérieure de l'aile et servent au réglage de la hauteur de ces butées au-dessus de l'aile.
Le matériel à souder se monte comme suit sur le gabarit : on monte le revêtement latéral 34 de la caisse (fig.
2) avec sa face externe appliquée contre la plaque de cuivre 28. On place ensuite contre le revêtement la charpente latérale assemblée de la caisse, désignée par 35,charpente qui comprend une plaque latérale 36, un linteau de fenêtre 37, une traverse de ceinture 38, un longeron 39 et un certain nombre de montants latéraux dont l'un est représenté en 40. Les étriers de serrage 41 fixent la charpente latérale et le revêtement, à leur partie supérieure, contre le gabarit, et les dispositifs de
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serrage 42 fixent ladite charpente et ledit revêtement contre le gabarit au voisinage de la base de celui-ci.
Quand on construit la charpente latérale, on lui donne la cambrure voulue, et quand on la monte sur le gabarit, on règle les butées 31 pour les amener en contact avec la face inférieure du longeron 39 et maintenir cette cambrure dans la charpente.
Chacun des dispositifs supérieurs de serrage 41 est constitué par une mâchoire 43, embrassant les plaques d'acier 27 et de cuivre 28 et assujettie à celles-ci par une vis 43'. De la mâchoire 43 partent deux oreilles 44 et 45 écartées l'une de l'autre et soudées ou fixées de toute autre façon à la mâchoire. Entre ces oreilles se trouve un étrier de sefrage 46, articulé auxdites oreilles par un boulon 47 et s'étendant vers le bas de manière à venir s'appuyer en 48 contre la plaque latérale 36. Une vis de serrage 49, traversant l'étrier 46, se visse dans la mâchoire 43, en sorte que lorsqu'on agit sur la vis 49, l'étrier 46 pivote autour du boulon 47 et vient serrer la plaque latérale 36 et le revêtement 34 contre la plaque de cuivre 28.
Le dispositif inférieur de serrage 42 comprend un étrier de serrage 50, pourvu d'un bossage vertical 51 ayant une face oblique. La face inférieure de la cornière 29 fixée au gabarit comporte un second bossage 53 ayant une face oblique complémentaire de celle du bossage 51 et coopérant avec elle pour suspendre l'étrier 50 à la face inférieure de la cornière 29 quand ledit étrier est mis en place. Un boulon de réglage vissé dans l'appendice inférieur de l'étrier 50, vient s'appliquer contre la face externe de l'aile verticale de la cornière 29, en sorte que, quand on visse le boulon 55, l'é- trier 50 tourne autour des faces de coincement des butées 51 et 53, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, pour fixer solidement le longeron 39 et le revêtement 34 contre la plaque de cuivre 28.
De la sorte, tout le revêtement de la
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caisse et la charpente latérale préfabriquée sont fixés ensemble sur le gabarit contre la plaque de cuivre 28 et sont prêts pour le soudage.
On amne alors la machine 13 en position de travail, et l'on place les électrodes 16 et 17 contre l'un des éléments de la charpente latérale, comme indiqué en 56 (fig.7).
Pendant le soudage, le courant électrique passe de l'une des électrodes, 16 par exemple, à travers l'élément de charpente 56, le revêtement latéral 34, pour aboutir à la plaque de cuivre 28, qui le ramène à l'autre électrode 17 en traversant le revêtement latéral 34 et l'élément de charpente 56. Un certain passage de courant se produit directement de l'électrode 16 à l'électrode 17 à travers l'élément de charpente ou la mebrure 56, et pareillement, entre les électrodes, à travers le revêtement 34, mais, comne les membrures et le revêtement sont en acier alors que la plaque 28 est en cuivre et offre une résistance bien plus faible que les deux autres organes, la majeure partie du courant emprunte le chemin de moindre résistance à travers la plaque de cuivre.
Quand chaque soudure est terminée, on déplace les électrodes le long de la membrure pour exécuter plusieurs points de soudure, désignés par 57 sur la fig. 6, et c'est ainsi que la charpente latérale de la caisse se trouve soudée au revêtement.
Quand on monte le revêtement 34 sur le gabarit, il s'étend sur tout le côté correspondant de la caisse et il est généralement constitué par plusieurs petites tôles soudées à l'arc pour former une tôle unique s'étendant sur toute la longueur et toute la hauteur du côté considéré. Des baies 58 pour les fenêtres (fig. 6) sont découpées dans les tôles, de préférence avant l'assemblage des petites unités par soudure, les dimensions et emplacements de ces baies dépendant du plan de plancher particulier de la voiture en construction.
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La cambrure convenable peut être donnée au revêtement latéral 34 lors de l'assemblage des petites tôles pour constituer la tôle latérale unique, et, quand on monte le revêtement complet sur le gabarit, on le suspend par sa partie supérieure de manière à éviter les ondulations et les gauchissements dans sa surface extérieure. La charpente latérale, dont l'ensemble est désigné par 35, est constituée par un certain nombre de membrures horizontales et verticales, comme indiqué plus haut, et qui, toutes,sont réunies par soudage, de préférence dans un gabarit de charpente distinct, avec sa cambrure propre introduite dans la charpente pendant la construction.
Les dimensions, la forme et l'emplacement particuliers des divers éléments de charpente dépendent du plan du plancher et du modèle de voiture en construction.
Quand la charpente latérale est terminée, on la dispose sur le gabarit conforme à l'invention et on la monte contre le revêtement 34, comme décrit ci-dessus.
Il est important de noter que, quelle que soit la façon dont les baies des fenêtres et les diverses membrures sont disposées, on les applique immédiatement sur le gabarit sans qu'il y ait besoin de réglages initiaux pour adapter ledit gabarit en vue du soudage d'une paroi de voiture déterminée.
La plaque de cuivre sert de surface d'appui lisse pour le montage à son contact du revêtement et de la charpente latérale. Elle sert également à conduire le courant qui circule entre les électrodes.
La paroi latérale finie est exempte de traces de soudage puisque la pression des électrodes est appliquée à la surface interne des membrures et non à la surface du revêtement, et la pression de réaction de la plaque de cuivre contre la surface externe dudit revêtement est répartie sur une grande surface. La paroi est également exempte de rides
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et de gauchissements parce que le revêtement est initialement suspendu par des points voisins de son bord supérieur, de manière à fairedisparaître toute ride qui aurait pu exister avant le soudage de la charpente latérale au revêtement, et les étriers de serrage maintiennent solidement le revêtement dans cette position.
Comme le montre la fig. 6, les étriers de serrage supérieurs 41 et inférieurs 42 se terminent en pointe en 59 et sont disposés, le long de la charpente latérale de façon à ne pas gêner l'espacement convenable des points de soudure.
Les montants 18 doivent être supportés solidement dans la position veticale et ils peuvent être posés direc- tement dans le placher en béton 11.
Comme o le voit sur les figs. 8 à 10 inclus, le revêtement latéral 34 est maintenu en place sur le gabarit par des supports 60 montés à la partie supérieure de ce dernier, Chacun de ces supports est constitué par deux attaches 61 et 62, en U renversé, pourvues d'une pièce d'espacement 63, fixée aux branches 64 et 65 de chaque attache. uand l'attache est en place, les branches 64 et 65 embrassent les plaques d'acier et de cuivre 27 et 28, la pièce d'espacement 63 reposant sur la tranche supérieure de ces plaques.
Transversalement à la barre horizontale des attaches 61 et 62 en U renversé, deux plaques 66 et 67 sont montées dans une position verticale et écartées l'une de l'autre pour laisser passer entre elles un crochet 68 (fig. 10) qui descend entre lesdites plaques et dont le bec est situé en--dessous d'elles. La partie supérieure du crochet 68 est filetée pour recevoir un écrou 69, et l'on place une rondelle 70 entre cet écrou et les plaques 66 et 67, en sorte que ledit crochet repose sur les tranches supérieures de ces plaques et que sa hauteur peut être réglée par rotation de l'écrou 69.
Des pattes 71 sont soudées comme indiqué en 72 (fig. 8) ou fixées de toute autre façon au bord supérieur du
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revêtement latéral 34, et le crochet 68 de chaque support 60 traverse un oeil 73 ménagé dans l'une des pattes 71 et supporte ainsi le revêtement. Une vis réglable 65' (fig. 10), traversant la branche 65 de chaque attache en U, assure la fixation de l'attache à la partie supérieure du gabarit.
Dans certains cas, la suspension du revêtement latéral par sa partie supérieure peut suffire pour faire disparaître toutes les rides et ondulations du revêtement; mais, pour faciliter l'élimination de ces imperfections, on peut employer un dispositif tendeur, en combinaison avec le gabarit.
Le long des bords verticaux opposés du revêtement, on soude ou on fixe par tout autre moyen des pattes 74 pourvues d'un oeil 75, voisin de son extrémité extérieure.
Des moyens de support du dispositif tendeur doivent être prévus et, à titre d'exemples, on a représenté deux moyens appropriés. Si on se reporte en particulier à la fig. 9, on voit, à la gauche de celle-ci, une poutre d'ancrage 76, montée sur le plancher ou dans le sol, et le dispositif tendeur dont l'ensemble est désigné par 77, est relié à cette poutre par une cornière 78. Cette poutre sert de support pour le dispositif tendeur. A droite de la même figure, on voit un second support comprenant une console 79, constituée par une plaque de forme irrégulière 80, qui rejoint l'aile arrière 81 de la poutre extrême en I, 18, appartenant au gabarit de soudage.
Une plaque 82, partant de l'aile antérieure 83 de la poutre en I, 18, est soudée à l'organe de forme irrégulière 80 et sert d'organe de compression dans la console 79. Le mécanisme tendeur 84 est supporté par la console 79.
Après avoir monté le revêtement latéral 34 sur le gabarit, et convenablement serré les écrous 69 pour faire varier la hauteur des.crochets 68 sur les supports de manière à suspendre ledit revêtement de façon convenable et avec le moins possible d'ondulations dans sa surface et à maintenir
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la cambrure voulue dans le revêtement, on fixe le mécanisme tendeur aux extrémités opposées dudit revêtement. A la gauche du gabarit représenté sur la fig. 8, ce mécanisme comprend la poutre en I, 76; une poutre flottante ou compensatrice 85; deux tiges 86 attelées à cette dernière et fixées par leur extrémité opposée à la cornière 78, au moyen d'écrous 87, vissés aux extrémités des tiges 86; et des ridoirs 88, assujettis à la poutre flottante 85 et aux extrémités extérieures des pattes 74.
Des cornières de renfort 89 et 90 (fig. 19) sont fixées sur les faces opposées de la poutre flottante 85 afin de la raidir.
Du côté droit du gabarit représenté sur la fig.
8, le dispositif tendeur est constitué par les consoles 79 et les ridoirs 91, ceux-ci sont attelés aux extrémités extérieures des pattes 74 et supportés par les consoles 79. Un écrou 92 est vissé à l'extrémité libre de chaque ridoir et une rondelle 93 est interposée entre l'écrou et la console.
Quand les divers ridoirs ont été attelés aux extrémités des pattes 74, on les serre de façon à répartir la tension de manière adéquate. A cause de la présence des baies des fenêtres et d'autres puvertures dans le revêtement latéral, il convient de régler les ridoirs de manière à concentrer la traction au-dessus et au-dessous de ces ouvertures, afin que dans la zone où elles sont situées, la tension du revêtement soit très modérée.
On opère le réglage initial en agissant sur les nopbreux ridoirs 88 et 91 situés aux deux extrémités du revêtement. uand on a réglé au degré voulu le mécanisme tendeur, on parachève la mise en tension en serrant les écrous 87 des extrémités des tiges 86, de façon à exercer un effort de traction sur la poutre flottante 85. laquelle, à son tour, exerce un effort de traction sur chacun des ridoirs 88, ce qui assure au degré voulu la tension du revêtement latéral.
A noter que les ridoirs 88 et 89 occupent des
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positions inclinées sur l'horizontale, ceux qui se trouvent au-dessus de la ligne médiane longitudinale étant inclinés vers le haut, tandis que ceux qui sont situés au-dessous de celle-ci sont inclinés vers le bas. On incline ces organes dans le but de placer des composantes verticales opposées dans les efforts horizontaux de tension, afin d'éviter les ondulations horizontales qui, sans cela, pourraient se former.
Le dispositif tendeur qui vient d'être décrit convient particulièrement pour son emploi avec le gabarit suivant l'invention parce que l'on peut appliquer le revêtement contre le gabarit et opérer la mise en tension sans se préoccuper en rien des emplacements des membrures de la charpente latérale qui doit être montée sur le revêtement. La plaque de cuivre, qui joue le r8le de conducteur du courant électrique passant entre les électrodes de soudage, est universelle dans son action parce que, quelque soit l'endroit où les électrodes se trouvent placées entre les membrures, l'électrode de retour se trouve convenablement disposée pour que le soudage puisse s'opérer.