Brevet FR2366076A1 — publié le 19780428

La présente invention a pour objet une machine à souder les chaines, comportant un arbre de commande entraîné en rotation de façon permanente, dont la vitesse de rotation est maintenue constante pendant la durée d'une opération de soudage et est adaptée à celle-ci. Dans les machines de ce genre, la vitesse de rotation de l'arbre de commande dépend de la durée de l'opération de soudage , ctest-à-dire du temps qui est nécessaire pour chauffer à la température de soudage les extrémités rapprochées du barreau constitutif du maillon de chaîne à souder La température de soudage doit, en raison des autres opérations mécaniques qui interviennent lors du soudage des maillons de chaîne, être atteinte dans les limites d'un angle de rotation de l'arbre de commande d'environ 1200. A partir de cette valeur angulaire ainsi que de la durée de l'opération de soudage, il est possible de calculer la vitesse de rotation convenable de l'arbre de commande, laquelle conditionne elle-même la capacité de production de la machine. En dépit de l'élévation du courant de soudage, la durée de l'opération de soudage croit fortement en fonction du diamètre du barreau constitutif du maillon. Jusqu'à une certaine valeur de ce diamètre, il est encore possible d'opérer avec des valeurs acceptables de la vitesse de rotation de l'arbre de commande, et par conséquent, avec des capacités de production acceptables. Toutefois, dans le cas de diamètres supérieurs du barreau constitutif du maillon, la vitesse de rotation doit être réduite à des valeurs relativement basses et défavorables, ceci du fait que lton ne peut indéfiniment accroître la valeur du courant de soudage pour des raisons d'ordre physique. Le fonctionnement avec de faibles valeurs de la vitesse de rotation de l'arbre de commande n'est pas seulement désavantageux du point de vue des relativement faibles capacités de production de la machine qui en résultent, mais également en raison des couples mécaniques importants qui prennent naissance, car ceux-ci requièrent un dimensionnement plus généreux des divers constituants de la machine pour l'exécution des opérations mécaniques nécessaires et jouent de plus un rôle défavorable sur la durée de vie des outils. La présente invention se donne en conséquence pour but de concevoir une machine à souder des chaînes du genre précité, machine qui permette d'accroître la capacité de production tout en ménageant les outils et éléments d'entraînement. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que l'arbre de commande de la machine est entraîné en rotation à une vitesse accrue dans l'intervalle de temps compris entre deux opérations de soudage successives. Du fait que la vitesse de rotation de l'arbre de commande entre les opérations de soudage est supérieure à la vitesse de rotation de cet arbre pendant l'opération de soudage proprement dite, laquelle, comme indiqué ci-dessus, ne peut être accrue indéfiniment, on obtientainsi de façon simple que d'une pa#rt la capacité de production de la machine s'accroisse, et que d'autre part la durée de vie des éléments de la machine participant à l'opération de soudage soit prolongée de façon non négligeable.L'accroissement de la capacité de production se situe autour du tiers, ceci compte tenu de la phase d'accélération de l'arbre de commande qui fait suite à l'opération de soudage ainsi que de la phase de décélération de ce même arbre qui précède l'opération de soudage suivante. Un autre avantage de la machine à souder des chaînes selon l'invention tient au fait que ltélimination du bourrelet qui prend naissance sur le maillon de chaîne lors de l'opération de soudage, élimination qui s'effectue par une opération de coupe et qui constitue l'une des opérations mécaniques associées au procédé de fabrication, peut à présent s'effectuer plus tôt et plus rapidement, et que par conséquent le bourrelet s'est moins refroidi dans l'intervalle, ce qui a pour effet d'imposer de moindres contraintes aux outils d'ébavurage utilisés pour l'élimination de ce bourrelet. Une forme préférentielle de réalisation de la machine à souder les chaînes selon l'invention utilisant de façon en elle-même connue un moteur électrique comme moyen d'entraînement de l'arbre de commande consiste à employer à cet effet un moteur électrique à pôles commutables. Grâce à un tel moteur à pôles commutables ainsi qu'à une transmission par vis sans fin de type usuel, la vitesse de rotation de l'arbre de commande au terme de l'opération de soudage peut être accrue du double, et même, théoriquement, portée à tout multiple entier de la vitesse de rotation pendant l'opération de soudage, ceci sans recourir à des transmissions ou des embrayages supplémentaires.Il est en l'occurrence avantageux de prévoir l'emploi de deux moteurs électriques à pôles commutables commandés au synchronisme comme moyens d'entraînement pour l'arbre de commande, ceci du fait que ces moteurs n'ont à délivrer chacun que la moitié de la puissance d'entraînement nécessaire, et que d'autre part de petits moteurs sont plus faciles à refroidir et peuvent être par conséquent soumis à une fréquence supérieure de commutation des polarités. On connait des machines à souder les chaînes du genre défini ci-dessus qui sont pourvues d'un arbre d'entraînement lui-même mis en rotation par l'arbre d'un moteur électrique et accouplé à l'arbre de commande, ainsi que d'un embrayage dont l'un des éléments est associé à l'arbre d'entraînement tandis que l'autre élément l'est à l'arbre de commande.Partant de ce mode connu de construction, des formes de réalisation de la-machine à souder les chaînes selon l'invention présentent ceci de particulier qu'elles incluent une transmission par engrenages de rapport égal à l'unité pourvue de deux arbres parallèles qui reçoivent et délivrent respectivement le couple à transmettre, l'arbre qui reçoit le couple étant associé à l'autre élément du premier embrayage tandis que l'arbre qui délivre le couple est associé à l'arbre de commande, ainsi qu'un second embrayage de type commandé dont un premier élément est lié à un arbre d'entraînement lui-même mis en rotation par l'arbre d'un moteur électrique, et dont le second élément est lié à l'un des deux arbres qui reçoivent et délivrent le couple à transmettre. Deux de ces formes de réalisation présentent ceci de commun qu'elles requièrent chacune au moins un moteur électrique de type usuel, une transmission par engrenages de rapport égal à l'unité (rapport 1 : 1), et au moins un embrayage commandé, mais au total deux embrayages, et elles se distinguent essentiellement l'une de l'autre par le fait que l'une de ces formes de réalisation comporte en outre un second embrayage commandé#ainsi qu'une transmission par engrenages de rapport supérieur à l'unité, tandis que l'autre forme de réalisation utilise aux lieu et place un second moteur électrique et un embrayage à roue libre. L'invention sera à présent décrite plus en détail à propos de trois formes de réalisation différentes, données à simple titre d'exemples illustratifs, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels La figure 1 illustre sous la forme d'un graphique la loi de variation de la vitesse de rotation de l'arbre de commande en fonction de la position angulaire de cet arbre, ceci valant pour les trois formes de réalisation décrites; la figure 2 représente une coupe transversale du compartiment de commande d'une première forme préférentielle de réalisation de la-machine à souder les chaînes selon l'invention; la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale, avec arrachement partiel, de ce meme compartiment de commande de la première forme de réalisation de la machine selon l invention;; et les figures 4 et 5 illustrent de façon purement schématique les moyens d'entraînement associés aux arbres de commande dans une seconde et dans une troisième formes de réalisation de la machine de l'invention. Ainsi que le montre la figure 1 des dessins, et quelle que soit la forme de réalisation considérée de l'invention, la vitesse de rotation n de l'arbre de commande est portée à l'issue d'une opération de soudage, grâce à l'accélération de l'arbre de commande, d'une valeur inférieure nl valable pour la durée de l'opération de soudage à une valeur supérieure n2 7 laquelle est maintenue constante pendant le déroulement des opérations mécaniques associées au processus de fabrication, ceci jusqu'au début de l'opération de soudage du maillon suivant, la vitesse de rotation de l'arbre de commande étant alors décélérée pour être ramenée de la valeur n2 à la valeur nl , la nouvelle opération de soudage ne commençant qu'une fois rétablie cette valeur de la vitesse de rotation de l'arbre de commande. La première forme de réalisation de la machine à souder les chaînes selon l'invention qui est représentée aux figures 2 et 3 des dessins comporte un arbre de commande 6 muni de trois cames de commande 8, 10 et 12 destinées à l'exécution d'opérationsmécaniquespar la machine, une transmission par vis sans fin 14, une transmission par courroies 16 et deux moteurs électriques 18 et 20 identiques à pôles commutables. Sur l'extrémité arrière de l'arbre de commande 6 entraîné en rotation permanente est calée une roue dentée 22 appartenant à la transmission par vis sans fin 14, laquelle engrène avec une vis sans fin 24. L'arbre solidaire de cette vis sans fin 24 porte une poulie menée 26 appartenant à la transmission par courroies 16, transmission à laquelle appartiennent en outre deux poulies menantes 32 et 34 respectivement calées -sur les arbres 28 et 30 des moteurs électriques 18 et 20, ainsi que des courroies d'entraînement 36 et 38, lesquelles transmettent à la poulie menée commune 26 les rotations de même sens des poulies menantes 32 et 34. Les deux moteurs électriques 18 et 20 sont constitués par des moteurs à deux vitesses dans un rapport de 1 : 2. Le mode de fonctionnement de cette première forme de réalisation de la machine selon l'invention est le suivant : lors de la commutation du fonctionnement à quatre pôles au fonctionnement à deux pôles qui se produit au terme d'une opération de soudage pour chacun des deux moteurs électriques, la vitesse de rotation des arbres 28 et 30 se trouve doublée en un bref intervalle de temps, en sorte que, du fait de la constance des rapports de démultiplication de la transmission par courroies 16 et de la transmission par vis sans fin 14, la vitesse de rotation de l'arbre de commande 6 se trouve pareillement doublée.Inversement, une commutation du fonctionnement à -deux pôles au fonctionnement à quatre pôles se produit pour chacun des moteurs électriques avant le début d'une nouvelle opération de soudage, ce qui a pour effet de faire fonctionner les deux moteurs électriques 18 et 20 en génératrices et d'imposer à leurs arbres respectifs un freinage hypersynchrone, ceci de façon telle que ces arbres ne tournent plus au terme de ce processus de freinage qu'à une vitesse moitié de la précédente, et que l'arbre de commande 6 n'est plus entraîné lui aussi au début de cette nouvelle opération de soudage qu'à une vitesse moitié de la vitesse de rotation précédente. La seconde et la troisième formes de réalisation de la machine à souder les chaînes selon l'invention qui sont représentées respectivement aux figures 4 et 5 des dessins ont entre elles ceci de commun qu'elles comportent, en plus d'un arbre de commande 40 ou 140 entraîné de façon permanente en rotation, une transmission par vis sans fin 42 ou 142 pour l'entraînement de l'arbre de commande, une transmission par engrenages de rapport égal à l'unité 44 ou 144 insérée en amont de la transmission précédente, un embrayage 46 ou 146 pouvant être éventuellement du type commandé, un autre embrayage 48 ou 148, et un moteur électrique 50 ou 150 de type habituel. La seconde forme de réalisation de l'invention, qui correspond à la figure 4 des dessins, comporte en outre une transmission par engrenages démultiplicatrice 52, et son embrayage 48 est constitué tout comme l'embrayage 46 par un embrayage de type commandé. Le moteur électrique 50 dont l'arbre tourne à vitesse constante met en rotation par l'intermédiaire d'une transmission par courroies 54 un arbre d'entraînement 56, lequel porte la plus petite des deux roues dentées 52.1 de la transmission par engrenages 52 ainsi que l'un des éléments 48.1 de l'embrayage 48.L'autre élément 48.2 de cet embrayage est calé sur un arbre 58 qui d'une part est engagé à l'intérieur de l'arbre d'entraînement 56 constitué lui-même par un arbre creux, et qui d'autre part porte la vis sans fin 60 de la transmission 42 ainsi qu'une roue dentée 44.1 appartenant à la transmission par engrenages 44. L'autre roue dentée 44.2 de cette transmission 44 est calée sur un arbre 62 monté parallèlement à l'arbre 58, lequel arbre s'engage à l'intérieur d'un autre arbre creux 64 portant la plus grande roue dentée 52.2 de la transmission 52 ainsi que l'un des éléments 46.1 de l'embrayage 46, l'autre élément 46.2 de ce même embrayage étant calé sur l'arbre 62 qui joue le role d'arbre menant par rapport à la transmission 44. Le mode de fonctionnement de cette seconde forme de réalisation de la machine selon l'invention est le suivant : pendant la durée d'une opération de soudage, l'embrayage 46 est enclenché tandis que l'embrayage 48 est par contre débrayé, en sorte que le mouvement de rotation de l'arbre du moteur 50 se transmet par l'intermédiaire de la transmission par courroies 54, de l'arbre creux 56, de la transmission par engrenages 52, de l'embrayage 46, de la transmission par engrenages de rapport égal à l'unité 44, et de la transmission par vis sans fin 42, à l'arbre de commande de la machine 40.Au terme d'une opération de soudage, l'embrayage 46 est débrayé et l'embrayage 48 est simultanément enclenché, en sorte que le mouvement de rotation, en lui-même inchangé, du moteur 50 se transmet à présent par l'intermédiaire de la transmission par courroies 54, de l'arbre creux 56, de l'embrayage 48, de l'arbre 58 et de la transmission par vis sans fin 42 à l'arbre de commande 40. La vitesse de rotation de cet arbre de commande 40 se trouve à présent multipliée par rapport à la valeur inférieure jusqu'à présent communiquée à cet arbre, ceci dans un rapport inverse du rapport de démultiplication de la transmission par engrenages 52. Le rapport de démultiplication de cette transmission peut être avantageusement choisi égal à 1:2.Il n'y aurait naturellement rien de changé au mode de fonctionnement si les roues dentées 52.1 et 52.2 étaient permutées entre elles et si les embrayages 36 et 48-, tout en restant commandés en opposition l'un par rapport à l'autre, étaient respectivement embrayés au lieu d'être débrayés, et vice versa. La troisième forme de réalisation de l'invention représentée à la figure 5 des dessins comporte, en plus des éléments 140 à 150 déjà mentionnés ci-dessus, un second moteur électrique 166 identique au moteur électrique 150, tandis que son embrayage 146 est constitué par un embrayage à roue libre. L'arbre tournant à vitesse constante du premier moteur électrique 150 met en rotation un premier arbre d'entraînement 156 auquel il communique une vitesse nl , ceci par l'intermédiaire d'une transmission par courroies 154 d'un rapport de démultiplication constant égal à 1:2. De façon analogue, l'arbre tournant lui aussi avec la même vitesse constante du second moteur électrique 166 met en rotation un second arbre d'entraînement 172 coaxial au précédent, auquel il communique une vitesse de rotation n2 , ceci par l'intermédiaire d'une transmission par courroies indépendante 170 d'un rapport de transmission égal à l'unité, ce qui fait apparaître un rapport : n2/n1 =2, entre les vitesses de rotation des deux arbres d'entraînement.Le premier et le second arbres d'entraînement 156 et 172 portent respectivement l'un des éléments 146.1 de l'embrayage à roue libre 146, cet élément étant celui qui peut fonctionner en roue libre, et l'un des éléments 148.1 de l'embrayage commandé 148. L'autre élément 148.2 de l'embrayage commandé et l'autre élément toujours entraîné 146.2 de l'embrayage à roue libre sont rendus solidaires en rotation de l'une des roues dentées 144.1 de la transmission par engrenages de rapport égal à l'unité 144 du fait que ces éléments d'embrayage 148.2 et 146.2 sont rassemblés en une seule pièce et que la roue dentée 144.1 est calée sur l'élément d'embrayage 146.2. L'arbre qui introduit le couple dans la transmission 144 s'identifie ainsi avec l'élément d'embrayage 146.2.L'autre roue dentée 144.2 de la transmission par engrenages de rapport égal à l'unité 144 est calée sur un arbre 168 qui reçoit le couple transmis et-qui porte la vis sans fin 160 de la transmission 142. Le mode de fonctionnement de cette troisième forme de réalisation de l'invention est par conséquent le suivant : les deux moteurs électriques 150 et 166 tournent en permanence lors de l'utilisation de la machine à souder les chaînes selon l'invention, et ne sont déconnectés qu'à la fin du travail. Au cours d'une opération de soudage, le premier moteur électrique 150 entraîne l'arbre de commande de la machine 140 par l'intermédiaire de la transmission par courroies 154, du premier arbre d'entraînement 156, de l'embrayage à roue libre 146 qui est alors enclenché, de la transmission par engrenages 144, et de la transmission par vis sans fin 142, ceci avec une vitesse de rotation égale à une fraction de la vitesse nl définie cidessus.Au terme de l'opération de soudage, l'embrayage 148 est alors enclenché tout en continuant à laisser tourner le moteur 150, tandis que le second moteur électrique 166 entraîne à lui seul et de façon progressive l'arbre de commande 140 par l'intermédiaire de la transmission par courroies 170, du second arbre d'entraînement 172, de l'embrayage 148, de la transmission par engrenages 144 et de la tränsmission par vis sans fin 142, le premier arbre d'entraînement 156 devenant alors inopérant, et la vitesse de rotation de l'arbre de commande étant portée à présent-à une fraction comparable de la vitesse de rotation n2 = 2nul , ce qui fait que cet arbre de commande 140 tourne à présent deux fois plus vite au terme de cette phase d'accélération. Avant le début de l'opération de soudage suivante, l'embrayage 148 est débrayé tout en continuant à laisser tourner le moteur 166, une décélération du mouvement de rotation de l'arbre de commande se produisant sous l'effet des pertes d'énergie cinétique provoquées par le frottement et par l'inertie, et le premier arbre d'entraînement 156 associé à l'élément 146.1 initialement encore en roue libre de l'embrayage 146 se remet progressivement en prise avec l'autre élément 146.2 de cet embrayage. Au début de la nouvelle opération de soudage, l'arbre de commande 140 de la machine tourne alors à nouveau à sa vitesse de rotation inférieure prédéterminée qui lui est imposée par le premier arbre d'entraînement 156. REVENDICATIONS 1 - Machine à souder les chaînes, comportant un arbre de commande entraîné en rotation de façon permanente, dont la vites se de rotation est maintenue constante pendant la durée d'une opération de soudage et est adaptée à celle-ci, caractérisée par le fait que l'arbre de commande (6; 40; 140) est entraîné en rotation à une vitesse accrue dans l'intervalle de temps compris entre deux opérations de soudage successives. 2 - Machine selon la revendication 1, et incluant un moteur électrique comme moyen d'entrainement de l'arbre de commande, caractérisée par le fait que ce moteur électrique (18,20) est à pôles commutables. 3 - Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait que sont employés comme moyens d'entraînement pour l'arbre de commande (6) deux moteurs électriques (18, 20) à pôles commutables et à commande synchronisée. 4 - Machine selon la revendication 1, et comprenant un premier arbre d'entraînement qui est lui-même mis en rotation par l'arbre d'un premier moteur électrique et qui est accouplé à l'arbre de commande, ainsi qu'un premier embrayage dont un élément est associé au premier arbre d'entraînement tandis que l'autre élément l'est à l'arbre de commande, caractérisée par le fait qu'elle inclut en outre une transmission par engrenages de rapport égal à l'unité 44; 144) pourvue de deux arbres pa rallèles (62, 58; 146.2, 168) qui reçoivent et délivrent respectivement le couple à transmettre, l'arbre (62; 146.2) qui reçoit le couple étant associé à l'autre élément (46.2; 146.2) du premier embrayage (46; 146) tandis que l'arbre (58; 168) qui délivre le couple est associé à l'arbre de commande (40; 140), ainsi qu'un second embrayage (48;#148) de type commandé dont un premier élément (48.1; 148.1) est lié à un arbre d'entraînement lui-même mis en rotation par l'arbre d'un moteur électrique (50; 166) et dont le second élément (48.2; 148.2) est lié à l'un des deux arbres (58; 146.2) qui reçoivent et délivrent le couple à transmettre. 5 - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle inclut une transmission par engrenages démultipli catrice (52) pourvue de deux arbres parallèles (56, 64) qui re çoivent et délivrent respectivement le couple à transmettre, l'arbre (56) qui reçoit ce couple étant associé au premier arbre d'entraînement (56) tandis que l'arbre (64) qui le délivre est associé à l'un des éléments (46.1) du premier embrayage commandé (46), et qu'est prévu un couplage de l'un des éléments (48.1) du second embrayage (48) avec le premier arbre d'entraînement (56) ainsi que de l'autre élément (48.2) de ce second embrayage (48) avec l'arbre (58) qui délivre le couple de la transmission par engrenages de rapport égal à l'unité (44). 6 - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle inclut un second arbre d'entraînement (172) lui-même mis en rotation par l'arbre tournant à vitesse constante d'un second moteur électrique (166), ainsi qu'un embrayage à roue libre (146) constituant le premier embrayage non commandé, dont un élément (146.1) peut fonctionner en roue libre et dont l'autre élément (146.2) est constamment entraîné, et par le fait qu'est prévu un couplage de l'un des éléments (148.1) du second embrayage (148) avec le second arbre d'entraînement (172) ainsi que de l'autre élément (148.2) du second embrayage (148) avec l'arbre (146.2) qui reçoit le couple de la transmission par engrenages de rapport égal à l'unité (144).