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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA COUPURE ELECTRIQUE DE CABLES, TUBES, BARRES
ET ELEMENTS METALLIQUES ANALOGUES.
La présente invention se rapporte à un procédé de coupure électri- que de câbles, tubes, barres et éléments métalliques analogues par effet Joule et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La coupure électrique des câbles de faible diamètre est effectuée d'ordinaire sans difficultés sur les machines à souder en bout. Toutefois, quand on veut couper des câbles de diamètres plus importants (supérieurs à 4 mm), on constate que le câble rougit au contact des mâchoires de serrage, de sorte que la coupure est irrégulière.
L'invention a pour but de remédier % ces inconvénients en créant ina procédé de coupure électrique permettant d'obtenir une ligne de coupure nette, sans échauffement excessif du câble, tube, barre ou élément analogue à la hauteur des mâchoires de contact, ce procédé étant tel que, dans le cas d'un câble, les brins de celui-ci soient réunis après la coupure par une mas- selotte ou perle de métal.
La procédé, objet de.l'invention, consiste à appliquer étroitement sur ces éléments, de part et d'autre de la zone de coupure, des mâchoires de contact ayant une surface de contact suffisante pour permettre le passage du courant aux intensités nécessaires à la fusion de Isolément à couper, à faire passer entre ces mâchoires de contact un courant de haute intensité, à rappro- cher légèrement lesdites mâchoires l'une de l'autre lors de cette fusion pour provoquer un refoulement du métal fondu, et à séparer brusquement l'un de l'au- tre par traction les deux tronçons de l'élément ainsi coupé.
Suivant des particularités de l'invention, le refoulement est suf- fisant pour permettre au métal de réunir par capillarité les brins de l'extré- mité sectionnée du câble en formant une masselotte ou perle de coupure.
Dans le cas de câbles toronnés sur fil textile, on entoure la zone de coupure d'au moins un manchon retenant le métal en fusion lors de son refou- lement pour permettre la formation de la masselotte de coupure.
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On utilise en outre cette masselotte de coupure extrême pour la soudure d'un crochet,, anneau, émerillon ou autre tronçon de câble, ainsi rendu solidaire de l'extrémité du câble sectionné.
Suivant une autre particularité de l'invention, on adapte le dia- mètre de mâchoires interchangeables au diamètre de l'élément à sectionner afin d'obtenir une surface de contact satisfaisante.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeu- vre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comporte deux mâchoires interchan- geables mobiles axialement l'une par rapport à l'autre et alimentées en cou- rant de haute intensité, chaque mâchoire présentant-un logement interne pour la réception de demi-coussinets interchangeables d'alésage adapté au diamètre du câble, tube, barre ou élément analogue à sectionner, de manière telle que ces coussinets s'appliquent étroitement sur cet élément, la longueur des cous- sinets étant étudiée pour fournir une surface de contact suffisante au passage de courants d'intensité élevée.
Chaque mâchoire est avantageusement formée de deux éléments pivo- tant respectivement l'un par rapport à l'autre et maintenus serrés, en posi- tion de fermeture, par un dispositif de verrouillage à excentrique, chaque coussinet portant un organe de guidage destiné à être engagé dans un logement correspondant des mâchoires.
Pour la coupure de câbles toronnés sur fil textile, les manchons sont formés de deux moitiés portées chacune par une branche d'une pince de ser- rage réfractaire.
Lorsqu'on désire couper un câble, tube, barre ou élément analogue, on choisit le jeu de coussinets convenant au diamètre de cet élément pour ob- tenir une surface de contact satisfaisante. Après montage de ces coussinets dans les mâchoires,on alimente celles-:ci avec un courant de fort ampérage.
La partie comprise entre ces mâchoires rougit, et on sectionne par refoulement puis traction comme indiqué. La masselotte de coupure obtenue à l'extrémité des tronçons de câble se forme par capillarité ou grâce à la présence du man- chon intermédiaire. Dans le cas de tubes ou de barres, on obtient au contrai- re à leur extrémité un amincissement tronconique facilitant par exemple le pas- sage en filière ultérieur.
On facilitera la mise en oeuvre en prévoyant avantageusement des jeux de coussinets de diamètres croissants selon une certaine progression et capables de s'adapter à des câbles de divers diamètres, de sorte que le même dispositif peut être utilisé pour l'ensemble de ces câbles.
Les dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs per- mettront de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une mâchoire de contact.
La fig. 2 en est une vue en coupe transversale.
Les figs. 3 et 4 sont des vues en perspective de coussinets inter- changeables utilisés dans les mâchoires de contact.
Les figs. 5 et 6 montrent un câble au cours de deux phases succes- sives de son sectionnement.
La fig. 7 est une vue analogue montrant l'utilisation d'un manchon de refoulement.
La fig. 8 représente le dispositif associé à deux manchons de re- foulement.
Les figs. 9 et 10 montrent un tube au cours de deux phases succes- sives de son sectionnement.
La fig. Il est une vue en perspective d'une pince de support pour un manchon de refoulement.
Les figs. 12 et 13 montrent deux modes d'utilisation de la masse- lotte de coupure terminant le tronçon de câble.
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Si l'on se reporte aux figs. 1 et 2, la mâchoire 1, bloc massif de métal ou d'alliage conducteur de l'électricité, comprend une embase 2 et un couvercle 3 lequel peut tourner autour d'une charnière d'axe 4. Un levier à excentrique 5 pouvant tourner autour d'un axe 6. loge dans l'embase 2 et portant une entaille en forme de rainpe excentrée 7 dans laquelle se place une tige transversale 8, solidaire du couvercle permet un serrage par rapporchement du couvercle et de l'embase de la mâchoire. C'est là un dispositif de serrage donné à titre d'exemple non limitatif dans sa réalisation.
Les demi-coussinets 9 et 10 se logent dans des fraisures hémicylin- driques calibrées des éléments de la mâchoire et serrent sur toute la longueur de leur évidement cylindrique intérieur le câble 11 dont la tranche des brins est représentée sur la fig 2 par de petits cercles rassemblés. Les arrivées de courant se font par des câbles souples 12 de section convenable.
Dans les figs. 3 et 4 sont représentés schématiquement les demi- coussinets supérieurs et inférieurs 9 et 10. Le demi-coussinet supérieur 9 (fig. 3) porte une tige filetée 13 sur laquelle se visse un écrou destiné à assurer sa fixation dans le couvercle 3 de la mâchoire. Un forage axé lon- gitudinal 15 permet le placement et le serrage du câble dont le calibre doit être un peu supérieur au diamètre du forage 15. On a figuré en 16 en pointil- lés la partie du cylindre générateur du demi-coussinet 9 qui a été éliminée.
Sur la fig. 4, on a représenté de la même façon le demi-coussinet inférieur 10 faisant contre-partie dans la mâchoire au demi-coussinet supérieur 9. Comme ce demi-coussinet inférieur 10 est maintenu en place par son poids et l'adhé- rence dans l'évidement semi-cylindrique de l'embase 2, un simple téton 17 qui se loge dans un trou correspondant de l'embase (Figs. 1 et 2) percé au fond empêche le déplacement latéral du demi-coussinet 10 pendant l'action des forces de refoulement et de séparation durant les manoeuvres de la machine.
En 18 on a figuré aussi en pointillé le deuxième demi-cylindre générateur de 10 qui a été éliminé. Le forage longitudinal 15 a été figuré également commepour 9.
La forme cylindrique des demi-coussinets sur leur périphérie et la forme identique de leur logement dans l'embase et le couvercle de la mâ- choire est donnée à titre d'exemple non limitatif; toute section de forme po- lygonale conviendrait aussi bien.
Il convient de remarquer ici que la longueur des fraisures 15 est considérable, par rapport à son calibre., ceci afin de parfaire les contacts du câble avec les mâchoires. Chaque mâchoire comprenant deux éléments sembla- bles à deux désignés par 2 et 3. le jeu de demi-coussinets calibrés de même capacité comprend donc quatre demi-coussinets : deux supérieurs et deux infé- rieurs. On conçoit facilement une série de jeux de coussinets ayant des di- mensions variant de millimètre en millimètre, ce qui permettra par exemple d'en choisir un qui conviendra pour un câble de calibre déterminé à condition que la rampe 8 du levier de serrage 5 permette un bâillement du couvercle 2 et de l'embase 2 égal ou supérieur à 1 m/m.
Dans la figo 5, sont représentées schématiquement en position d'em- ploi les mâchoires 19 et 20 semblables à la mâchoire 1 que montrent les figs.
1 et 2 de la machine a couper les câbles. Les mâchoires sont déplagables par un mouvement de translation suivant l'axe 21-22. Le câble 11 engagé dans les coussinets logés dans chacune des mâchoires est .serré à l'aide des leviers excentrés 23 et 24. En envoyant un courant de haute intensité dans les mâchoi- res 19 et 20 par des conducteurs souples (non représentés) la partie du câble 25 intercalée entre les mâchoires rougit puis fond en son milieu. En exerçant alors un effort de refoulement puis de séparation des mâchoires suivant les flèches 30 et 26, le câble est coupé sensiblement au milieu de 25 avec le mi- nimum d'effort.
La fig. 6 représente l'ensemble mâchoire-câble en fin d'opération.
Les extrémités libérées 27 et 28 du câble portent une masselotte de métal fon- du soudant les brins constitutifs ensemble et à laquelle on peut souder instan- tanément en bout : crochet, anneau ou émerillon en s'aidant de la masselotte 27 ou 28
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La fig. 7 montre la disposition adoptée quand on utilise un man- chon ou deux demi-manchons réfractaires entourant le câble 11 en 29. La por- tion du câble intercalaire étant fondue, on exerce un effort suivant les flè- ches 30 de refoulement par rapprochement des mâchoires 19 et 20 afin de ras- sembler le métal fondu dans le manchon 29. Un effort de séparation subséquent suivant les flèches 26 permet le sectionnement, et le câble dégagé du manchon ou des demi-manchons se présente suivant l'aspect de la fige 6.
La fig. 8 est une variante de ce dernier processus quand on emploie pour la coupe deux manchons ou quatre demi-manchons réfractaires juxtaposés 31 et 32 suivant leurs bases en 33 où s'effectuera la coupe. La manoeuvre de coupe se fait comme dans le cas de la fig. 7. En fin de coupe et dégagement des manchons ou de demi-manchons le système présente l'aspect de la fig. 6.
La fige 9 donne la disposition des tubes ou des barres 11 dans les mâchoires pour leur sectionnement dans la partie intercalaire 25 entre les mâ- choires. Le tube ou la barre 11 serrés dans les coussinets "ad hoc" des mâ- choires 19 et 20 à l'aide des leviers 23 et est ensuite échauffée par pas- sage du courant. La partie intercalaire 25 étant portée au rouge, on exerce un effort de séparation soutenu entre les mâchoires 23 et 24 suivant les flè- ches 26 jusqu'à rupture du tube ou de la barre dans le voisinage du milieu de la partie intercalaire 25.
Lafig. 10 représente l'aspect des extrémités libérées de la barre ou du tube après cette opération de coupe : on voit en 34 et 35 le réreint des bouts après cette opération..
La soudure électrique en bout d'éléments de câbles pour augmenter leur longueur peut s'expliquer à l'aide de la figure ¯6. Les extrémités "af- franchies" du câble se présentent en 27 et 28. En exerçant un effort de refou- lement suivant les flèches 30,les extrémités 27 et 28 étant en coatact, soit telles quelles ou enveloppées d'un manchon ou de demi-manchons (non représen- tés) les éléments de câble pourront être raccordés ainsi instantanément.
La fige 11 donne un exemple de pince 36 pour maintenir en place le demi-manchon pendant les opérations de sectionnement ou de coupure. La pince, dont le fonctionnement est analogue à celui d'une pince à linge est re- présentée ouverte., le ressort 37 tendant à la maintenir fermée et à appliquer les demi-manchons 38 & 39 l'un contre l'autre autour du câble 11.
La fig. 12 représente un crochet fixé par soudure en bout à l'ex- trémité d'un câble 11 coupé suivant le procédé ici décrit., en s'aidant de la masselotte terminale 27 qui constitue pour le crochet une base de fixation solide.
De la même façon on peut fixer au lieu et place du crochet,, par le même procédé toujours par soudure en bout avec la masselotte 27, un anneau un émerillon, un mousqueton, une chape, une tige filetée, etc....
La fig. 13 représente un dispositif de boucle terminale de câble.
On peut, en effet, former ainsi à l'extrémité d'un câble 11, qu'il soit ou non toronné sur fibre textile, une boucle à coulisse, en soudant en bout un arrêt (représenté ici par une boule 40 à titre d'exemple non limitatif) retenant le bout du câble contre le bord de la coulisse 41, laquelle peut être constituée par un anneau, un manchon, un crochet, une bride, un garrot, etc... S'il y a lieu, la boucle terminale du câble peut être renforcée par une cosse 42 qui limite, en même temps, sa dimension. Pour former ou contribuer à former la boucle ainsi que tout autre élément d'arrêt terminal du câble, l'apport de mé- tal pourra être obtenu également par soudure autogène, au chalumeau, à l'arc, etc...
REVENDICATIONS.
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METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC CUTTING OF CABLES, TUBES, BARS
AND ANALOGUE METAL ELEMENTS.
The present invention relates to a method for electrically cutting cables, tubes, bars and similar metallic elements by the Joule effect and to a device for implementing this method.
Electrical cutting of small diameter cables is usually accomplished without difficulty on butt welding machines. However, when we want to cut cables with larger diameters (greater than 4 mm), we see that the cable reddens in contact with the clamping jaws, so that the cut is irregular.
The object of the invention is to remedy these drawbacks by creating an electrical cut-off method making it possible to obtain a clean cut-off line, without excessive heating of the cable, tube, bar or similar element at the height of the contact jaws, this method being such that, in the case of a cable, the strands of the latter are joined after cutting by a mas- selotte or metal bead.
The method, object de.l'invention, consists in applying closely to these elements, on either side of the cut-off zone, contact jaws having a sufficient contact surface to allow the passage of current at the intensities necessary for the fusion of Isolation to be cut, to pass between these contact jaws a high intensity current, to bring said jaws slightly closer to each other during this fusion to cause a backflow of the molten metal, and to separate suddenly one of the other by pulling the two sections of the element thus cut.
According to particular features of the invention, the upset is sufficient to allow the metal to join together by capillary action the strands of the severed end of the cable, forming a weight or cut-off bead.
In the case of cables stranded on textile thread, the cut-off zone is surrounded by at least one sleeve retaining the molten metal during its upsetting to allow the formation of the cut-off weight.
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This extreme cutting weight is also used for welding a hook, ring, swivel or other cable section, thus made integral with the end of the severed cable.
According to another feature of the invention, the diameter of the interchangeable jaws is adapted to the diameter of the element to be severed in order to obtain a satisfactory contact surface.
The invention also relates to a device for carrying out this method, characterized in that it comprises two interchangeable jaws movable axially with respect to one another and supplied with high intensity current. , each jaw having an internal housing for the reception of interchangeable half-bushings of bore adapted to the diameter of the cable, tube, bar or similar element to be cut, so that these bearings apply closely to this element, the length the cushions being designed to provide a sufficient contact surface for the passage of high intensity currents.
Each jaw is advantageously formed of two elements pivoting respectively with respect to one another and held tight, in the closed position, by an eccentric locking device, each pad bearing a guide member intended to be engaged in a corresponding housing of the jaws.
For cutting stranded cables on textile thread, the sleeves are formed of two halves each carried by a branch of a refractory clamp.
When it is desired to cut a cable, tube, bar or the like, the set of bearings suitable for the diameter of this element is chosen in order to obtain a satisfactory contact surface. After mounting these pads in the jaws, they are supplied with a high amperage current.
The part between these jaws reddens, and we cut by repression then traction as indicated. The cutoff weight obtained at the end of the cable sections is formed by capillary action or by the presence of the intermediate sleeve. In the case of tubes or bars, on the contrary, a frustoconical thinning is obtained at their end, making it easier for example to pass through the subsequent die.
The implementation will be facilitated by advantageously providing sets of bearings of increasing diameters in a certain progression and capable of adapting to cables of various diameters, so that the same device can be used for all of these cables.
The appended drawings given by way of nonlimiting examples will make it possible to better understand the invention.
Fig. 1 is an elevational view of a contact jaw.
Fig. 2 is a cross-sectional view thereof.
Figs. 3 and 4 are perspective views of interchangeable pads used in the contact jaws.
Figs. 5 and 6 show a cable during two successive phases of its disconnection.
Fig. 7 is a similar view showing the use of a delivery sleeve.
Fig. 8 shows the device associated with two delivery sleeves.
Figs. 9 and 10 show a tube during two successive phases of its sectioning.
Fig. There is a perspective view of a support clamp for a discharge sleeve.
Figs. 12 and 13 show two modes of use of the cutoff mass terminating the cable section.
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If we refer to figs. 1 and 2, the jaw 1, a solid block of metal or electrically conductive alloy, comprises a base 2 and a cover 3 which can rotate around a hinge of axis 4. An eccentric lever 5 which can rotate around an axis 6. housed in the base 2 and carrying an eccentric groove-shaped notch 7 in which is placed a transverse rod 8, integral with the cover allows a tightening by bringing the cover and the base of the jaw closer . This is a clamping device given by way of non-limiting example in its embodiment.
The half-bearings 9 and 10 are housed in calibrated semi-cylindrical countersinks of the elements of the jaw and tighten over the entire length of their internal cylindrical recess the cable 11, the edges of which are represented in fig 2 by small circles gathered. The current arrivals are made by flexible cables 12 of suitable section.
In figs. 3 and 4 are shown schematically the upper and lower half-bushings 9 and 10. The upper half-bush 9 (fig. 3) carries a threaded rod 13 onto which is screwed a nut intended to ensure its fixing in the cover 3 of the jaw. Longitudinal axis drilling 15 allows the placement and tightening of the cable, the caliber of which must be a little greater than the diameter of the borehole 15. There is shown at 16 in dotted lines the part of the generator cylinder of the half-bearing 9 which has been eliminated.
In fig. 4, there is shown in the same way the lower half-pad 10 forming a counterpart in the jaw to the upper half-pad 9. As this lower half-pad 10 is held in place by its weight and adhesion in the jaw. the semi-cylindrical recess of the base 2, a simple stud 17 which fits in a corresponding hole in the base (Figs. 1 and 2) drilled at the bottom prevents the lateral displacement of the half-pad 10 during the action upset and separation forces during machine maneuvers.
In 18, the second generator half-cylinder of 10 which has been eliminated is also shown in dotted lines. Longitudinal borehole 15 has also been shown as for 9.
The cylindrical shape of the half-bearings on their periphery and the identical shape of their housing in the base and the cover of the jaw is given by way of non-limiting example; any polygonal shaped section would work just as well.
It should be noted here that the length of the countersinks 15 is considerable, compared to its caliber, in order to improve the contacts of the cable with the jaws. Each jaw comprising two elements similar to two designated by 2 and 3. The set of calibrated half-bearings of the same capacity therefore comprises four half-bearings: two upper and two lower. It is easy to design a series of sets of bushings having dimensions varying from millimeter to millimeter, which will make it possible, for example, to choose one which will be suitable for a cable of determined caliber, provided that the ramp 8 of the clamping lever 5 allows a yawn of the cover 2 and the base 2 equal to or greater than 1 m / m.
In FIG. 5, are represented schematically in the position of use the jaws 19 and 20 similar to the jaw 1 shown in FIGS.
1 and 2 of the cable cutting machine. The jaws are movable by a translational movement along the axis 21-22. The cable 11 engaged in the pads housed in each of the jaws is tightened using the eccentric levers 23 and 24. By sending a high current through the jaws 19 and 20 through flexible conductors (not shown) the part of the cable 25 interposed between the jaws reddens then melts in the middle. By then exerting a force to push back and then to separate the jaws according to arrows 30 and 26, the cable is cut approximately in the middle of 25 with the minimum force.
Fig. 6 shows the jaw-cable assembly at the end of the operation.
The freed ends 27 and 28 of the cable carry a weight of molten metal welding the constituent strands together and to which one can instantly end weld: hook, ring or swivel using the weight 27 or 28
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Fig. 7 shows the arrangement adopted when one uses a sleeve or two refractory half-sleeves surrounding the cable 11 at 29. The portion of the intermediate cable being melted, a force is exerted along the discharge arrows 30 by bringing together the cables. jaws 19 and 20 in order to gather the molten metal in the sleeve 29. A subsequent separation force according to the arrows 26 allows the cutting, and the cable released from the sleeve or half-sleeves presents itself according to the aspect of the pin 6.
Fig. 8 is a variant of the latter process when two sleeves or four refractory half-sleeves juxtaposed 31 and 32 are used for cutting, along their bases at 33 where the cutting will take place. The cutting maneuver is carried out as in the case of FIG. 7. At the end of the cut and release of the sleeves or half-sleeves, the system presents the appearance of FIG. 6.
The pin 9 provides the arrangement of the tubes or bars 11 in the jaws for their severing in the intermediate part 25 between the jaws. The tube or bar 11 clamped in the "ad hoc" bearings of the jaws 19 and 20 by means of the levers 23 and is then heated by passing the current. The intermediate part 25 being turned red, a sustained separation force is exerted between the jaws 23 and 24 along the arrows 26 until the tube or bar breaks in the vicinity of the middle of the intermediate part 25.
Lafig. 10 shows the appearance of the released ends of the bar or of the tube after this cutting operation: at 34 and 35 we see the re-tightening of the ends after this operation.
Electric welding at the end of cable elements to increase their length can be explained with the help of figure ¯6. The "broken" ends of the cable appear at 27 and 28. By exerting a push-back force along arrows 30, the ends 27 and 28 being in coatact, either as they are or wrapped in a sleeve or half. - sleeves (not shown) the cable elements can be connected in this way instantly.
The pin 11 gives an example of a clamp 36 for keeping the half-sleeve in place during the sectioning or cutting operations. The clamp, whose operation is similar to that of a clothespin, is shown open., The spring 37 tending to keep it closed and to apply the half-sleeves 38 & 39 one against the other around the cable 11.
Fig. 12 shows a hook fixed by end welding to the end of a cable 11 cut according to the method described here, with the help of the end weight 27 which constitutes for the hook a solid fixing base.
In the same way we can fix instead of the hook ,, by the same process still by butt welding with the weight 27, a ring, a swivel, a snap hook, a clevis, a threaded rod, etc ....
Fig. 13 shows a cable terminal loop device.
One can, in fact, thus form at the end of a cable 11, whether or not it is stranded on textile fiber, a sliding loop, by end-welding a stop (represented here by a ball 40 as a (non-limiting example) retaining the end of the cable against the edge of the slide 41, which may consist of a ring, a sleeve, a hook, a bridle, a tourniquet, etc. If necessary, the terminal loop of the cable can be reinforced by a terminal 42 which, at the same time, limits its size. To form or contribute to forming the loop as well as any other terminal stop element of the cable, the addition of metal can also be obtained by autogenous welding, torch, arc, etc.
CLAIMS.
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