Procédé et dispositif pour la coupure électrique d'éléments métalliques. La présente invention se rapporte à un procédé de coupure électrique de câbles, tubes, barres et éléments métalliques analogues, par effet. Joule, et à un dispositif pour la mise en ouvre de ce procédé.
La. coupure électrique des câbles de faible diamètre peut être 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 peut, être irrégulière.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en créant un procédé de cou pure électrique permettant d'obtenir une ligne de coupure nette, sans échauffement excessif (lu câble, tube, barre ou élément analogue, à la hauteur des mâchoires de contact, tel que, dans le cas d'un câble, les brins de celui-ci soient réunis après la coupure par une masse- lotte ou perle de métal.
Le procédé suivant l'invention est caracté risé en ce qu'on applique à l'endroit où ils doivent être coupés des mâchoires de contact présentant une surface de contact suffisante pour permettre le passage du courant, qu'on fait passer entre ces mâchoires de contact un courant de haute intensité, qu'on rapproche légèrement les mâchoires l'une de l'autre au cours de la fusion pour provoquer un refoule ment du métal fondu et qu'on sépare brus- dLiement. l'un de l'autre par traction les deux tronçons de l'élément ainsi coupé, le métal en cours de fusion étant. refoulé en quantité suffisante pour réunir les extrémités des tron çons sectionnés en formant une masselotte de coupure.
Le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte deux mâchoires inter changeables, mobiles axialement l'une par rap port à l'autre, et alimentées en courant de haute intensité, chaque mâchoire présentant un logement interne pour la réception de demi-coussinets interchangeables et d'alésage adapté à la section de l'élément à couper, de manière telle que ces coussinets s'appliquent étroitement sur cet élément, la dimension des coussinets étant étudiée pour fournir une sur face de contact suffisante au passage de cou rants d'intensité élevée.
Les dessins annexés donnés à titre d'exem ples permettront de mieux comprendre l'in vention.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une mâchoire de contact.
La fig. 2 en est une vue en coupe trans versale.
Les fig. 3 et 4 sont des vues en perspec tive de coussinets interchangeables utilisés dans les mâchoires de contact.
Les fig. 5 et 6 montrent un câble au cours de deux phases successives de son sectionne ment.
La fig. 7 est une vite montrant ].'utilisation d'un manchon de refoulement.
La fig. 8 représente le dispositif compre nant deux manchons de refoulement. Les fig. 9 et 10 montrent un tube au cours de deux phases successives de son sectionne ment.
La fig. 11 est une vue en perspective d'une pince de support pour un manchon de refoule ment.
Les fig. 12 et 13 montrent. deux modes d'utilisation de la masselotte de coupure ter minant le tronçon de câble.
Si l'on se reporte aux fig. 1 et 2, une mâ choire 1, bloc massif de métal ou d'alliage conducteur de l'électricité, comprend une em base 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 logé dans l'embase 2 et portant une entaille en forme de rampe excentrée 7 dans laquelle se place une tige transversale 8, soli daire du couvercle, permet un serrage par rapprochement du couvercle et de l'embase de la mâchoire. C'est là un dispositif de serrage donné à titre d'exemple.
Des demi-coussinets 9 et 10 se logent dans des fraisures hémicylindriques des éléments de la mâchoire et serrent sur toute la lon gueur un câble 11 dont la tranche des brins est représentée sur la fig. 2 par de petits cercles. Les amenées de courant se font. par des câbles souples 12 de section convenable.
Dans les fig. 3 et 4 sont représentés sché matiquement 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 14 destiné à assurer sa fixa tion dans le couvercle 3 de la mâchoire. Un forage axial 15 permet le placement et le ser rage du câble dont le calibre doit être un peu supérieur au diamètre du forage 15. On a figuré en 16, en pointillé, la partie du cylin dre 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 fai sant contrepartie dans la mâchoire au demi- coussinet supérieur 9.
Comme ce demi-coussi net inférieur 10 est maintenu en place par son poids et l'adhérence dans l'évidement demi-cylindrique de l'embase 2, un simple téton 17, qui se loge dans un trou correspon- dant, percé dans l'embase (fig. 1 et 2), em pêche le déplacement latéral du demi-coussinet 10 pendant l'action des forces de refoulement. et de séparation durant. les manouvres de la machine, En 18, on a figuré, aussi en pointillé, le deuxième demi-cylindre générateur de 10 qui a .été éliminé. Le forage axial 15 a été figuré également comme pour 9.
La forme extérieure cylindrique des demi- coussinets et la forme identique de leur loge ment dans l'embase et le couvercle de la mâ choire sont données à titre d'exemple, toute sec tion de forme polygonale conviendrait. aussi bien.
Chaque mâchoire comprenant deux éléments semblables à ceux désignés par 2 et 3, le jeu de demi-coussinets comprend donc quatre demi-coussinets: deux supérieurs et deux infé rieurs. On conçoit facilement une série de jeux de coussinets ayant des dimensions 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 7 du levier de serrage 5 permette un bâillement du couvercle 3 et de l'embase \? égal ou supérieur à 1 mm.
Dans la fig. 5 sont représentées schémati quement, en position d'emploi, les mâchoires 19 et 20 semblables à la mâchoire 1 que mon trent les fig. 1 et 2 de la machine à couper les câbles. Les mâchoires sont déplaçables 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 en voyant un courant de haute intensité dans les , mâchoires 19 et 20 par des conducteurs sou ples (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 avec les mâ choires suivant les flèches 30 et 26, le câble est coupé sensiblement au milieu de la partie 25 avec le minimum d'effort.
La fig. 6 représente l'ensemble mâchoire- câble en fin d'opération. Les extrémités libé rées 27 et 28 du câble portent une masse- lotte de métal fondu soudant les brins consti tutifs ensemble et à laquelle on peut souder instantanément, en bout, un crochet, anneau ou émerillon.
La fig. 7 montre la disposition adoptée quand on utilise un manchon ou deux demi- manchons réfractaires entourant le câble 17. en 29. La partie du câble entourée étant fon due, on exerce un effort de refoulement, sui vant les flèches 30, par rapprochement des mâchoires 19 et 20, afin de rassembler le mé tal fondu dans le manchon 29. Un effort. de séparation subséquent suivant les flèches 26 permet le sectionnement, et le câble dégagé (lu manchon ou des demi-manchons se pré sente suivant l'aspect de la fig. 6.
La fig. 8 est une variante de ce dernier processus quand on emploie pour la coupe deux manchons ou quatre demi-manchons ré fractaires 31 et 32, la coupe s'opérant suivant la section 33. La manouvre de coupe se fait comme dans le cas de la fig. 7. En fin de coupe et après dégagement des manchons ou des demi-manchons, le système présente l'as pect de la fig. 6.
La fig. 9 donne la disposition des tubes ou des barres 43 dans les mâchoires pour leur sectionnement dans la partie intercalaire 25, antre les mâchoires. Le tube ou la barre 43, serré dans les coussinets ad hoc des mâ choires 19 et 20 à l'aide des leviers 23 et 24, est ensuite chauffé par le passage du courant. La partie intercalaire 25 étant portée au rouge, on exerce un effort de séparation sou tenu avec les mâchoires 19 et 20 suivant les flèches 26 jusqu'à la rupture du tube ou de la barre qui a lieu dans le voisinage du milieu <B>(le</B> la partie intercalaire 25.
La fig. 10 représente l'aspect des extré mités libérées de la barre ou du tube après cette opération de coupe: on voit en 34 et 35 le retrait des bouts après cette opération.
La réunion d'éléments de câble pour aug menter leur longueur peut s'expliquer à l'aide de la fig. 6.
Les extrémités du câble se présentent en 27 et 28. En exerçant un effort, de refoule ment suivant les flèches 30, les extrémités 27 et 28 étant en contact, soit telles quelles, soit enveloppées d'un manchon ou de demi-man- chons, non représentés, les éléments de câble pourront être soudés ainsi instantanément.
La fig. 11 donne un exemple d'une 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 et 39 l'un contre l'autre autour du câble 11.
La fig. 1.2 représente un crochet fixé par soudure en bout à l'extrémité d'un câble 11 coupé suivant le procédé décrit ci-avant, 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, à la place du crochet, 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'exem ple) 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 finale du câble peut être renforcée par une cosse 42 qui limite, en même temps, sa dimen sion. Pour former la boucle ou autre élément terminal du câble, l'apport de métal pourra se faire par soudure autogène, aii chalumeau, à l'arc, etc.
Method and device for electrically cutting metal elements. The present invention relates to a method for electrically cutting cables, tubes, bars and similar metallic elements, by effect. Joule, and to a device for implementing this process.
Electrical cutting of small diameter cables can usually be accomplished without difficulty on butt welders. However, when we want to cut cables with larger diameters (greater than 4 mm), we see that the cable reddens on contact with the clamping jaws, so that the cut can be irregular.
The object of the invention is to remedy these drawbacks by creating a method of pure electric neck making it possible to obtain a clean cut line, without excessive heating (read cable, tube, bar or similar element, at the height of the contact jaws. , such as, in the case of a cable, the strands of the latter are united after cutting by a mass-burbot or metal bead.
The method according to the invention is characterized in that contact jaws are applied to the place where they are to be cut having a sufficient contact surface to allow the passage of current, which is passed between these jaws of contact with a high intensity current, which the jaws are brought slightly closer to each other during melting to cause a backflow of the molten metal and which is abruptly separated. from one another by pulling the two sections of the element thus cut, the metal being melted. delivered in sufficient quantity to bring together the ends of the cut sections forming a cutting weight.
The device of the invention is 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-bearings and bore adapted to the section of the element to be cut, in such a way that these bearings apply closely to this element, the dimension of the bearings being designed to provide a sufficient contact surface for the passage of currents of high intensity.
The accompanying drawings, given by way of example, 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 cutting.
Fig. 7 is a quick illustration of the use of a delivery sleeve.
Fig. 8 shows the device comprising two delivery sleeves. Figs. 9 and 10 show a tube during two successive phases of its sectioning.
Fig. 11 is a perspective view of a support clamp for a discharge sleeve.
Figs. 12 and 13 show. two modes of use of the cutoff weight terminating the cable section.
If we refer to fig. 1 and 2, a jaw 1, a solid block of metal or electrically conductive alloy, comprises a base 2 and a cover 3, which can turn around a hinge of axis 4. An eccentric lever 5, capable of rotating about an axis 6 housed in the base 2 and carrying a notch in the form of an eccentric ramp 7 in which is placed a transverse rod 8, integral with the cover, allows clamping by bringing the cover and the 'jaw base. This is an exemplary clamping device.
Half-shells 9 and 10 are housed in semi-cylindrical countersinks in the elements of the jaw and tighten over the entire length a cable 11, the edges of which are shown in FIG. 2 with small circles. The current is supplied. by flexible cables 12 of suitable cross section.
In fig. 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 14 intended to ensure its fixing in the cover. 3 of the jaw. An axial borehole 15 allows the placement and clamping 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, the lower half-pad 10 has been shown in the same way as a counterpart in the jaw to the upper half-pad 9.
As this lower net half pad 10 is held in place by its weight and the adhesion in the semi-cylindrical recess of the base 2, a single stud 17, which fits into a corresponding hole, drilled in the 'base (Fig. 1 and 2), prevents the lateral displacement of the half-bearing 10 during the action of the upset forces. and separation during. the maneuvers of the machine, In 18, there is shown, also in dotted lines, the second generator half-cylinder of 10 which has been eliminated. Axial drilling 15 has also been shown as for 9.
The cylindrical outer shape of the half-bearings and the identical shape of their housing in the base and the jaw cover are given by way of example, any section of polygonal shape would be suitable. as well.
Each jaw comprising two elements similar to those designated by 2 and 3, the set of half-bearings therefore comprises four half-bearings: two upper and two lower. It is easy to design a series of sets of bearings 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 7 of the clamping lever 5 allows a yawn. cover 3 and base \? equal to or greater than 1 mm.
In fig. 5 are shown 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 clamped. using the eccentric levers 23 and 24. On seeing a high intensity current in the jaws 19 and 20 through flexible conductors (not shown), the part of the cable 25 interposed between the jaws reddens then melts in its middle .
By then exerting a push-back and then separation force with the jaws following arrows 30 and 26, the cable is cut substantially in the middle of part 25 with the minimum of effort.
Fig. 6 represents the jaw-cable assembly at the end of the operation. The freed ends 27 and 28 of the cable carry a mass of molten metal soldering the constituent strands together and to which a hook, ring or swivel can be instantly welded at the end.
Fig. 7 shows the arrangement adopted when using a sleeve or two refractory half-sleeves surrounding the cable 17. at 29. The part of the surrounded cable being dark, a push-back force is exerted, following the arrows 30, by bringing the jaws together. 19 and 20, in order to gather the molten metal in the sleeve 29. An effort. subsequent separation according to arrows 26 allows sectioning, and the free cable (the sleeve or half-sleeves appear as shown in fig. 6.
Fig. 8 is a variant of the latter process when two sleeves or four refractory half-sleeves 31 and 32 are used for cutting, the cut taking place according to section 33. The cutting maneuver is made as in the case of FIG. . 7. At the end of the cut and after releasing the sleeves or half-sleeves, the system presents the appearance of fig. 6.
Fig. 9 gives the arrangement of the tubes or bars 43 in the jaws for their severing in the intermediate part 25, between the jaws. The tube or the bar 43, clamped in the ad hoc bearings of the jaws 19 and 20 using the levers 23 and 24, is then heated by the passage of the current. The intermediate part 25 being turned red, a sustained separation force is exerted with the jaws 19 and 20 according to the arrows 26 until the rupture of the tube or of the bar which takes place in the vicinity of the middle <B> ( the </B> the intermediate part 25.
Fig. 10 shows the appearance of the ends released from the bar or the tube after this cutting operation: at 34 and 35 can be seen the withdrawal of the ends after this operation.
The joining of cable elements to increase their length can be explained with the aid of fig. 6.
The ends of the cable are at 27 and 28. By exerting a force, pushing back along arrows 30, the ends 27 and 28 being in contact, either as they are, or surrounded by a sleeve or half-sleeves. , not shown, the cable elements can thus be welded instantly.
Fig. 11 gives an example of a clamp 36 for holding the half-sleeve in place during 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 and 39 against each other around the cable 11.
Fig. 1.2 shows a hook fixed by end welding at the end of a cable 11 cut according to the method described above, with the help of the end weight 27 which constitutes for the hook a solid fixing base.
In the same way, you can fix, instead of the hook, 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 by way of example) retaining the end of the cable against the edge of the slide 41, which can be constituted by a ring, a sleeve, a hook, a bridle, a tourniquet, etc. If necessary, the final loop of the cable can be reinforced by a thimble 42 which, at the same time, limits its size. To form the loop or other terminal element of the cable, the metal can be supplied by autogenous welding, torch, arc welding, etc.