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'r'aiazriitrrs roxb5 uc ohamieref et pqo#'d4 pour fabriquer cellem-0î.
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Ue%%% invention concerne des perfwotionnementt 1 une chamier<t un procède pour fabriquer el.ar,,q, 8-1)P8r,11 pour la misa en pratique 40 ce procède.
Jusqu'ici, les ohrnira8' tabr1qu.ient par oou140, forgeage, ext ru 8:1. on , étirage, pliage eta. Ces proo4d< n* don<- t .. nent toutefoi< pas aati/sfacticn., 1 .yihàൠexige un moule et l'efficacité est insuffisante. Le forgeage demande un grand nombre d'opérations et donne des produits de dim$ns1one peu , Tt ...":. r . po ( ("1 précises. L'étirape et l'extrusion se. limant au travail de ma- tériaux tendres, comme le laiton par exemple, de sorte qu'on
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n'obtient pas des produits suffisamment r4sistanto, La charnière obtenue par pliage d'une tôle n'est pas suffisamment précise et se déforme facilement.
Un but de cette invention est de fournir une charnière suffisamment précise et résistante, pouvant fonctionner de ma-
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mière satisfaisante pendant une péride de temps considérable et ne -,se déformant pas facilement. .
Un autre but, plus spécifique, de cette invention est de fournir une charnière possédant une grande capacité de sup- port en porte-à-faux et une grande dureté lui permettant de i résister à l'abrasion.
Un autre but encore de cette invention est de fournir un procède de fabrication des charnières telles que décrites Ici-dessus, qui soit suffisamment simple et convienne à la pro- duction de masse de celles-ci
L'invention a aussi pour but de fournir un appareil pour la mise en pratique de ce procédé avantageux oui puisse fonctionner de manière satisfaisante pendant une durée de tempe ! très considérable, en vue d'une production de masse de cette , charnière par le procède de l'invention.
En bref, suivant un aspect de cette invention, il est fourni une charnière dont l'élément portant muni d'une aile est spécifiquement laminé de manière à obtenir une structure homogène et à assurer une bonne répartition des tensions ainsi qu'une excellente résistance à l'abrasion et il est proposa êga- lement un procédé de fabrication de cette charnière de Même qu'un appareil pour la mise en pratique de ce procédé.
Celui- ci consiste à laminer un lingot d'acier en un produit intermé- diaire primaire, composé d'une barre ronde et d'au moins une aile plane faisant corps avec celle-ci, et dont la section transversale est composée d'un cercle avec lequel fait corps su moins une saillie rectangulaire s'étendant radialement et c'y raccordant par des congés, au moyen d'au moins un laminoir primaire présentant des cannelures correspondantes, en dispo- sant le long côté du rectangle parallèlement au pinçage de ce laminoir primaire ,$. laminer le produit intermédiaire primaire, pour obtenir un produit intermédiaire secondaire, composé d'une barre ronde et d'au moins une aile plus plate, faisant corps avec celle-ci,
et dont la section transversale se compose d'un
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cercle avec lequel fait corps au moins une saillie rectangu- laire plus étendue tangentiellement et radialement et s'y rac- cordant par des contes, au moyen d'au moins un laminoir secon- daire présentant des cannelures correspondante., en disposant le long coté du rectangle perpendiculairement au pinçage du lami- noir secondaire, dans un plan comprenant lee axes de ce dernier.
secondaire à laminer le produit intermédiaire pour obtenir un produit intermédiaire tertiaire se composant d'une barre ronde et d'où moins une aile plus plate, faisant corps avec celle-ci, et pos- sédant une section transversale se composant d'un cérele avec lequel fait corps au moins une ssaillie rectangulaire s'éendant de plus en plus tangentiellement et s'y raccordant par des con- gés, au moyen d'au moins un laminoir tertiaire, présentant des cannelures correspondantes, en disposant le long côté du rectan- gle suivant un certain angle par rapport au piqur du laminoir tertiaire, dans un plan comprenant les axes de ce dernier, à dé- couper le produit intermédiaire tertiaire en éléments ayant la longueur désirée, à percer un trou axial rond de part en part de la barre ronde,
concentriquement à celle-ci, à insérer un pivot rond correspondant dans les troua d'au moins deux des éléments découpés à longueur , afin de former une charnière , et à percer un certain nombre de trous de vit dans les ailes planes, de part en part de celles-ci.
On préfère utiliser, comme matière première & travailler selon l'invention , un acier inoxydable. Cet acier inoxydable est, de préférence, celui .qui contient 18% de chrome, 8% de nickel et 74% de fer. Conformément à la présente invention, un bloom ou une billette d'acier inoxydable est laminé à chaud progressivement, de manière à soumettre la pastibre première à une déformation plastique graduelle dans une opération continue.
Ce mode opératoire est particulièrement adapté à une production de masse. Afin d'assurer une grande capacité de support en porte-à-faux, et une excellente résistance à l'abrasion, Qui sont requises en raison de la fonction de la charnière, la ma-
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tière première de l'élément portant muni d'une aile de cette invention est travaillée suivant différentes directions, pendant l'opération de laminage, afin d'homogénéiser la structure et de répartir les tensions. On préfère aussi soumettre le produit intermédiaire tertiaire à un traitement thermique après laminage afin d'améliorer la dureté et la distribution des tensions.
Si la matière n'est pas laminée systématiquement, on obtient dans l'élément portant muni d'une,aile, suivant la direction du laminage, une structure de raies alternées sem- blables à des crevasses que l'on ne peut faire disparaître par meulage. Afin de remédier à ce défaut, il est nécessaire de donner à la section transversale du produit intermédiaire se. oondaire une dimension moindre que celle du produit intermé- diaire primaire et de procéder de manière à obtenir ce résul- tat au moyen de laminoirs adaptés à ce but.
En outre, on ré- duit l'écoulement de la matière près des parties extrêmes, en choisissant les contours spécifiés des sections axiales des cy- lindres de majière à obtenir des contours avantageux dans la section radiale de l'organe portant muni d'ailes et une partie portante spécialement résistante.
Tandis que le produit intermédiaire tertiaire possédant une seule aile plane faisant corps avec la barre ronde est utile pour former une charnière suivant cette invention, un produit intermédiaire tertiaire à deux ailes est préférable du point de vue t e n s i o et d'une économie de matière. Pour obtenir un produit inter- médiaire tertiaire à deux ailes, il est nécessaire de former d'abord un produit intermédiaire primaire à deux ailes et de le laminer pour obtenir le produit intermédiaire tertiaire à deux ailes en passant par un produit intermédiaire secondaire à deux ailes.
Le produit intermédiaire tertiaire à deux ailes, est séparé en deux parties, dont chacune comprend une aile et au moine une partie de la barre ronde, après avoir découpé les éléments à la longueur désirée et les avoir perces d'un trou
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axial rond. Cet élément obtenu par division peut être smyé- trique ou asymétrique. L'élément symétrique sépara possède une moitié axiale de la barre ronde et une aile. L'un des deux éléments découpée asymétriques possède les deux parties axiales extrêmes de la barre ronde et une aile, tandis que l'autre.possède la partie axiale intermédiaire de la barre ron- de et une aile, les deux parties axiales extrêmes compensant l'absence de la partie axiale intermédiaire.
Par suite du la- minage et du découpage ci-dessus, le produit intermédiaire tertiaire est exempt de la tension qui se présente dans le produit intermédiaire tertiaire asymétrique à une seule aile et qui subsiste dans la charnière terminée et l'on supprime également toute perte de matière qui se produit lorsqu'on dé- coupe le produit intermédiaire tertiaire pour en former un organe portant muni d'une aile.
On comprendra mieux l'invention et d'autres buts et avan- tages supplémentaires de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite en se reportant aux dessins annexés, où ;
Les figures 1, 2,3 et 4 sont des coupes transversales dans des blooms ou des billettes constituant la matière pre- mière.
Les figures 5 à 10 inclusivement .août des coupée trans- versales dans un élément portant muni d'une aile, ayant subi des transformations successives, représenté avec des coupes axiales partielles de laminoirs, respectivement et auquel s'appliquent les principes de l'invention.
Les figures 11 à 18 inclusivement sont des coupes trans- versales dans un autre élément portant muni d'une aile, ayant subi des transformations successives, représenté avec des sec- tions axiales partielles dans les laminoirs et auquel s'appli- quent également les principes de l'invention,
La figure 19 est une vue de face d'une charnière à laquelle s'appliquent les principes de l'invention.
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La figure 80 est une vue en plan, de dessus ds la charnière de la figure 19 en position ouverte.
La figure 21 est une vue de face d'une autre charnière
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laquelle a'appliquant les principes de cette ixve3ou, La figure 22 est une vue de dessus, en plan, de la char-
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niéra de la figure 21 en position ouverte, La figure 23 est une vue de dessus, en plan, de cette
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charnière en position repliée.
La figure 24 est une vue de face d'un autre charnière à laquelle s appliquent les principes de l'invasion.
La figura 25 est une vue de dessus, en plan, de cette charnière en position ouverte.
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La figure 26 est une vue de dessus, en plan, de cette charnière en position repliée.
La figure 27 est une vue de face d'une autre charnière
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à laquelle s'appliquent les principes de cette invention. . ). r La figure 28 est une vue de face d'un produit interm6- j diaire tertiaire à deux ailes.
La figure 29 est une vue de face d'un élément décou Pd tj à longueur hors d'un produit intermédiaire tertiaire à deux ailes,
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Les figures 30À et 30B sont des vues de dessus, en plant , j,-j de cet élément Les figures 31A et 31B sont des vues de face d'autre* 1 j.l ; formes modifiées de charnières auxquelles s'appliquant les j.i. 1 principes de cette inventions ] < En se reportant plus particulièrement aux doiieinui on . décrira maintenant les formes de réalisation préférées de cette invention; il est toutefois entendu que cette description est illustrative de l'invention et ne limite pas celle-ci aux cons- tructions et procédures particulières illustrées et décrites.
Exemple 1 - La figure 1 représente la section transversale d'un
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bloom, ou d'une billette, destiné à la fabrication d'une ohamie-
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re. Les figures 2s 3 et 4 raontrent d'autres formes de section transversale de blooms ou de billettes utilisés como attre
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première. Le laminoir continu est constitua d'au moins un la.
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minoir primaire, un laminoir secondaire et au aoins un laminoir
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tertiaire disposés en tandem. La figure 5 montre la passe 32
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de le cage duo primaire et la forme de la section transversale du produit intermédiaire primaire terminé. Comme indiqué, l'ex- trémizé droite de la section transversale du produit internté- diaire primaire 31 est un cercle 31'.
Un rectangle 31"s'étend
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radialement vers la gauche à partir de ce cercle. La base du
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rectangle '1" se raccorde par un congé au cercle bzz La di-
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mension du cercle 31' et la dimension verticale du rectangle
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1'' sont sensiblement plus grandes que celle de ln section transversale de la partie portante et que l'épaisseur do l'atlo des éléments portants terminés, r. espectivement, tandis ûue la dimension horizontale du rrectanzle 31" est sensiblement plus
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courte que la longueur radiale de l'aile. Ces différences de
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dimensions sont choisies systématiquement et réduites de m8ntr. ! i
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progressive au cours du processus de laminage 9 ainsi ou'on le montrera ci-après.
Le contre de la section transversale du
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produit intermédiaire primaire est disposé dann le pinqitreb tn d'autres mots, les deux cylindres présentent des cannelures sy- métriques correspondant tt la forme du produit int*rm4dioiro primaire Jl, On travaille ensuite le produit 1nterra.td1air. primaire 31 au moyeh d'au moins un laminoir duo teoondaiï*$ 33 Le produit intermdia.ra 31 fourni par la cage prinairo J2 est tourné d'un quart de tour pendant on'il est dirige vers la laminoir tenon- daîre 55, de manière que la moiti' droite ducorcle 'l'et. la section transversale soit tournée vers Io bas, pour e'e;
agar dans une cannelure 33" large et peu profonde du cylindre 1nr rieur de la cage secondaire 33, tandis que la partie sangu- laire 31w est tournée vers le haut pour s'engager dans une can- nelure 33' étroite et profonde du cylindre supérieur du 1am1-
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noir secondaire 33, Tandis que dans le laminoir primairs 38, les eannelurea du cylindre inférieur et du cylindre supérieur sont symétriques ,celles des cylindres du laminoir secondaire nc le sont pas. En outre, les axes verticaux de ces cannelures ne sont pas alignés l'un sur l'autre. Comme le montre la figura .
6, l'axe vertical de la cannelure supérieure 33' est quelque peu'déplacé vers la droite de l'axe vertical de la cannelure inférieure 33", de sorte que le produit intermédiaire secondai- , re 31 présente, en coupe, un coté droit se rapprochant davantage d'une ligne droite et un coté gauche dont la courbe est plue prononcée,
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Le produit intermédiaire secondaire 31 est ensuite repris, par exemple, par quatre cages duo tertiaires 3d.y ', 36 .h, et 37.
Les cylindres supérieurs de ces cages sont munis d'une nervure circonférentielle arrondie de faible hauteur et d'une nervure circonférentielle angulaire surélevée, entre lesquelles *
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se trouve une cannelure circonférentielle* Les cylindres infé- rieurs de ces cages sont munis d'une cannelure circonférentiel" le arrondie peu profonde et d'une cannelure circonférnntielle angulaire profonde, entre lesquelles se trouve une nervure cir- çon±érentielle. Le produit intermédiaire secondaire est 'trans- formé entre ces paires de cylindres en un produit intermédiaire tertiaire dont la section transversale, perpendiculairement à la direction du laminage, se compose d'un cercle et d'un long
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rectangle faisant corps avec celui-ci.
Un petit côté du rectangle3l se fond dans le cercle 31', tangentiellement# avec un contour d'abord arrondi, comme aux tipures 7, 8 et 9# pour finalement ressortir à angle droit du bord arrondi du cercle 31', comme le montre clairement la figure 10. En d'autres mots, la tangente
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euivant laquelle s'étend le rectangle 31" s'éloigne grâduellèmentt du centre du cercle 31'. Ce dernier est laminé par la surface intérieure de la nervure de faible hauteur du cylindre supérieur ' et celle de la cannelure peu profonde du cylindre inférieur. Le
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rectangle 31" est laminé par la surface intérieure de la nervure ,surhaussée du cylindre supérieur et la surface intérieure de la cannelure profonde du cylindre inférieur.
Strictement par- tant, la figure 31" n'est pas réellement un rectangle, maie 9 plutôt une forme trapézoïdale limite. L'élément portant que l'on doit produire a une aile dont la section transversale est plus mince dans la partie la plus éloignée de la barre ronde.
Comme le montrent les figures 7 à 10, les longs cotés du rectangle 31" de la section transversale de l'aile sont disposés suivant un certain angle par rapport à l'axe des cylindres. Si l'on dispose ces longs cotés parallèlement aux axes, il se pro- duit un phénomène analogue à une cambrure, par suitede la dit- tribution irrégulière de la pression. En raison de la disposi- tion inclinée du rectangle, on élimine ce phénomène et on faci- lite la sortie des cylindres.
Quand la longueur de laminage s'approche de 20 autres, pendant l'opération ci-dessus, le produit intermédiaire est découpé en longueurs de 5 m. Le produit intermédiaire tertiaire est soumis à un traitement thermique, c'est-à-dire qu'on le trem- pe à l'eau à une température de 1000 à 1200 C, afin d'améliorer la distribution des tensions.
La dernière cage de laminoir représentée à la figure 10 est prévue pour la finition et permet d'obtenir un élément longi tudinalement continu, ayant des dimensions prédéterminées préci- ses dans toutes les directions autres que la direction axiale.
Un élément longitudinalement continu de ce genre est découpé de la manière habituelle en éléments de la longueur désirée. On perce ensuite un trou axial rend de part en part de la barre, concentriquement à celle-ci, de la maniera habituelle, afin de terminer ainsi un élément portant muni d'une aile. Parfois, le trou percé est un trou borgne 40, comme aux figures 19 et
21. On voit que des trous borgnes 40 dans une paire d'éléments portants munis d'une aile devraient être percés en sens opposés.
Un pivot 42, parachevé avec précision de la manière ha-
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bituelle, est introduit à travers une rondelle 43 dans les troue borgnes 40 d'une paire d'éléments portants munis d'une aile, pour obtenir une charnière. En général, un certain nom- bre de troua de vis 41 août percés dans les ailes 39, de part en part de celles-ci* Exemple 2 -
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Un produit 3ntermédia3re primaire 1311 laainé dans un ,, laminoir duo prtmairo 132 de manière similaire à celle exp1iquÀo) précêdemmant et représentée à la f1gure 11, aat tourma d'un quart de leur jan6 la cage secondaire 133 da la figure 12.
c'est-à-dire qu'une cannelure 133' large et peu profonde Ist formée dans le cylindre supérieur et qu'une cannelure 133' étroite et profonde est prévue dans le cylindre 1ntr1tUr.
Le produit intermédiaire secondaire 131 est dirige yer. : un laminoir tertiaire 1J4, composé d'un cylindre oupérimw pxr4 .entant une nervure et un épaulement 134' et d'un cylindre 1Dt.. : rieur présentant une cannelure profonde, et tourne à nouveau d'un quart de tour entre le laminoir secondaire 133 et le la- '
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mincir tertiaire 134. La nervure du cylindre supérieur présen- tant on coupe un bord plutôt rectiligne se continue par une ligne s'infléchissant jusqu'à l'épaulement, La cannelure pro- fonde du cylindre inférieur se poursuit en s'infléchissant par une ligne droite moins profonde.
Le bord droit du cylindre su- périeur fait face à la ligne droite du cylindra inférieur, afin ) de pouvoir insérer entre les deux l'aile 131" non terminée.
L'épaulement du cylindre supérieur fait face à la cannelure profonde du cylindre inférieur, en vue de l'insertion, entre
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les deux, de la barre ronde 131' non terminée. La section trane" versale de ce pinçage est représentée dans le coin supérieur gauche de la figure 13 qui montre un contour asses anguleux.
Le produit intermédiaire tertiaire 131 est dirigé vers un laminoir quaternaire 135, dont la section transversale pré- sente un contour à peu près symétrique de celui du laminoir tertiaire 134. Entra le laminoir tertiaire 134 et le laminoir
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quaternaire 135, on fait exécuter un demi-tour au produit in- termédiaire tertiaire 131, afin d'obtenir une structure plus homogène.
Le produit intermédiaire quaternaire 131 est ensuite di- rigé vers trois laminoirs finisseurs disposée en tandem, comme le montrent les figures 15, 16 et 17. Ces laminoirs sont simi- laires aux laminoirs tertiaires de la forme précédente . Toute- fois, la tangente parallèle au long coté du rectangle reprxsen- tant l'aile de la partie portante n'est pas aussi éloingnés du centre du cercle représentant la barre ronde de l'élément, de sorte qu'on ne retrouve pas l'angle droit du rectangle 131" en dehors du bord rond du cercle 131' dans la section transver- sale de l'élément portant muni d'une aile livre par le laminoir finisseur 139 comme dans la forme d'exécution précédents, Le contour précédent est représenté aux figures 22, 23,
25 et 26 tandis que le de-nier contour est illustré à la figure 20.
L'élément longitudinslement continu livré par la train finisseur 139 est découpé en éléments do la lonrueur désirés, dont le barre ronde 46 est ensuite for4e de manirère similaire à la òrme d'exécution précédente. Deux éléments ainsi forés et une rondelle 45 sont assemblés avec un pivot 42 pour former une charnière con:me dans la torma de réalisation qui précéde.
Exemple 3-
Deux éléments coupés à longueur, cornet dans la forme de réalisation précédente, sont forés de part en part respacti- vemnt, La barre ronde forée 46 de chacun élément portant Muni d'une aile est divisée en six parties, disposas axilwemtn, possédant une longueur axiale égale. Trois parties alternés sur les six sont découpées de manière que l'une puisse engager l'autre quand on l'inverse dans le plan de l'aile 39. Deux élé- ments portants Munis d'une aile sont assemblée ainsi, pour fer- mer une charnière, avec un pivot 42 présentant une têta à une extrémité.
Un chapeau est serti sur l'autre extrémité pour obte- nir une charnière telle que représentée aux figures 25, 26 et27.
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Exemple 4
Une charnière est fabriquée comme dans les formée de réalisation précédentes. Toutefois, les barres rondes forées 46 sont découpées d'une autre manière. La barre ronde forée d'un élément portant muni d'une aile est découpée aux deux extrémi- tés et la barre ronde de l'autre élément portant est découpée dans le centre. Les deux extrémités s'étendent sur un quart environ de la longueur axiale totale et le centre s'étend sur une moitié de celle-ci. Deux rondelles 45 sont Insérées entre les parties extrêmes et la partie centrale pour former une charnière d'une longueur totale axiale précise. La charnière réalisée dans cette forme d'exécution est illustrée à la figu- re 27.
Exemple 5 - Un bloom d'acier inoxydable est laminé jusqu'à obten- tien d'un produit intermédiaire tertiaire 231 possédant deux ailes 39, comme à la figure 28, en laminant d'abord un produit intermédiaire primaire, puis un produit intermédiaire secondai ** re. La section transversale du produit intermédiaire tertiaire
231 se compose d'un cercle 46 présentant deux saillies rectan. gulaires 39 s'étendant radialement et pouvant être disposées soit radialement à partir du cercle 46, contas indiqué à la fi- gure 30A, soit tangentiellement au cercle 46, comme le montre la figure 30B.
Le produit Intermédiaire tertiaire 231 est décou- pé en éléments 247 de la longueur désirée comme dane les exem- pies précédents L'élément 247 est ensuite divisé en deux par- fies, comme aux figures 31A et 31B. Après division, il est né- cessaire que chacune des parties possède une aile 39 et au moins une partie de la barre ronde 46. A cette fin, il est né- cessaire de diviser l'élément 247 coupé à . longueur en deux élé- mente portants, le long d'une ligne en zing-zag, 9 ce composant des deux lignes limites entre les deux ailes 39 et la barre ron- de 46 et passant au moins une fois en travers de celle-ci.
Les deux éléments portants munis d'une aile ainsi .formés, sont re-
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présentés, à titre d'exemple, aux figures ,lA et 31B. Après avoir effectué chaque forage pour l'insertion d'un pivot 42, comme dans les exemples précédents, les deux éléments portants munis d'une aile sont assemblés avec le pivot et, si néces- saire, des rondelles 45, puis disposés comme avant la division.¯
En raison de la symétrie des produits intermédiaires, il n'exis- te pas de tension dans la charnière terminée de cet exemple, qui n'a jamais été laminée de manière asymétrique.
En raison de la disposition des ailes jumelées et de la ligne de division en zig-zag pour former celles-ci à partir d'un seul produit intermédiaire tertiaire, il n'existe aucune perte de matière telle que celle se produisant autrement et s'élevant approxima- tivement à la moitié du volume de la barre ronde.
Exemple 6 - On a essayé pratiquement, de la manière suivante, quel- ques échantillons de charnières de l'exemple 1, en les compa- rant avec d'autres charnières.
Les échantillons de charnières furent fixés à des mon- tants et à des portes, respectivement. Ils furent placés notam- ment dans le haut et dans le bas d'une porte pesant 48,5 kgs.
L' essai consista à ouvrir et à fermer 45.000 fois cette porte en un mouvement d'une amplitude de 1100 . Après cet es- sai, on mesura les réductions de dimensions pour avoir une in- dication de l'abrasion. Les échantillons de l'exemple 1 étaient munis de pivots en acier au chrome-molybdène, Les échantillons comparés étaient en acier inoxydable et obtenue par pliage d'une tôle; d'autres étaient fabriqués en laiton, par extrusion . Les charnières en acier inoxydable étaient munies d'un pivot en la même matière et les échantillons en laiton, d'un pivot en acier habituel.
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Ir À B L 3 A u 1 .......------¯..........
1 Abrasion en longueur. mm. ¯.. , w svr.slvlllNy'4r
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<tb> Echantillon <SEP> Acier <SEP> inoxydable <SEP> laminé <SEP> Acier <SEP> inoxydable <SEP> Laiton
<tb>
<tb> selon <SEP> l'exemple <SEP> 1. <SEP> Tôle <SEP> pliée <SEP> extrudé.
<tb>
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Position Supéri4ure Inférieure, Supérieure Inférieure Sup. Inf. Longueur verticale 0,07 ('105 0 ,lJ 0 ;#Y 0,20 ot23
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<tb> totale
<tb>
<tb> Dia <SEP> tre
<tb>
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lu pivot 0 toi 0,01 0,01 0 ,Ol, -O,05--0;C' liamètre du forage 0,01 0,01 0,06 0,04" "'0,42-0,
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<tb> -. <SEP> r
<tb>
On a déterminé la dureté Vickers des échantillons.
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TAB LE A U II Dureté Vickers, charge 20 kilos (moyenne de deux échantillons)
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..,, ¯.¯¯¯¯¯¯¯¯,.....,...4.
JI '.'
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<tb>
<tb>
<tb> Echantillon <SEP> Acier <SEP> inoxydable <SEP> Acier <SEP> inoxydable <SEP> Laiton <SEP> ex- <SEP> ?or
<tb> laminé <SEP> selon <SEP> 1'- <SEP> tôle <SEP> pliée <SEP> trudé <SEP> forgé
<tb>
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exemple 1 ...... ¯ .. ¯ . ¯ ' ¯ .. ¯ . ¯
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B d88Ltr de .... , "3 µitl 163,9 194,5 + ,[ ma 160,1 181,5 - z.80 4,..-? -'- --.--.-.-,-#
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Les j.:vçr14%éo mécaniquEs. des échantillons essayés sont les suivantes.
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'1' A BLE A U Il]: t A B L Z À V III Propriétés mécaniques - ..... . a ¯ ¯ ¯., ¯,.
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<tb>
Echantillon <SEP> Acier <SEP> inoxydable <SEP> lamine <SEP> Laiton <SEP> extrudé <SEP> ?or <SEP> forge
<tb> selon <SEP> l'exemple <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> Charge <SEP> kg <SEP> 8250 <SEP> 8950 <SEP> 5500 <SEP> 5600 <SEP> 9050 <SEP> 9150
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à
<tb> la <SEP> traction <SEP>
<tb>
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kg/mm 63 63 39 40 64 65
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<tb> Longueur <SEP> réel-
<tb>
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le mm 81,6 81,0 'bzz 58,5 57,5 57,1
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<tb> Allongement <SEP> % <SEP> 63 <SEP> 62 <SEP> 18 <SEP> 17 <SEP> 15 <SEP> 14
<tb>
<tb> (Longueur <SEP> de <SEP> l'é-
<tb>
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chantillon 50 mm) ' .------"-'-# ,\,}o.,...
Tandis qu'on a illustra et décrit des forais particu- lires de réalisation de l'invention, des modifications do
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celles-ci apparaîtront facilement aux personnes CO!lp1ttent'8 dans ce métier. Il devrait donc être entendu que l'invention ne se limite pas aux procédures et dispositions particulières
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divulguées, mais que lea revendications annsxéos sont d.tin'.. è couvrir toutes les modifications oui ne a'60artmt pilla de l'esprit véritable ni du cadre de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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'r'aiazriitrrs roxb5 uc ohamieref and pqo #' d4 to make cellem-0î.
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Ue %%% invention relates to perfwotonnementt 1 a chamier <t a process for manufacturing el.ar ,, q, 8-1) P8r, 11 for the practice 40 this process.
So far, the ohrnira8 'tabr1qu.ient by oou140, forging, ext ru 8: 1. on, stretching, bending eta. These proo4d <n * don <- t .. nonetheless <not aati / sfacticn., 1 .yihàൠrequires a mold and the efficiency is insufficient. Forging requires a large number of operations and gives products of little size, Tt ... ":. r. Po ((" 1 precise. The step and the extrusion being. soft materials, such as brass for example, so that
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does not obtain sufficiently resistant products. The hinge obtained by bending a sheet is not sufficiently precise and is easily deformed.
An object of this invention is to provide a sufficiently precise and strong hinge capable of operating in such a manner.
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satisfactory for a considerable period of time and not easily deforming. .
Another, more specific object of this invention is to provide a hinge having a high cantilever support capacity and a high hardness enabling it to resist abrasion.
Yet another object of this invention is to provide a method of manufacturing the hinges as described above which is sufficiently simple and suitable for the mass production thereof.
Another object of the invention is to provide an apparatus for the practice of this advantageous method which can function satisfactorily for a period of time! very considerable, with a view to mass production of this hinge by the process of the invention.
Briefly, according to one aspect of this invention, there is provided a hinge of which the supporting member provided with a wing is specifically laminated so as to obtain a homogeneous structure and to ensure good distribution of tensions as well as excellent resistance to pressure. abrasion and there is also provided a method of making this hinge as well as an apparatus for carrying out this method.
This consists in rolling a steel ingot into a primary intermediate product, composed of a round bar and at least one plane wing integral with it, and whose cross section is composed of a circle with which at least one radially extending rectangular projection forms an integral part and which connects thereto by fillets, by means of at least one primary rolling mill having corresponding grooves, arranging the long side of the rectangle parallel to the clamping of this primary rolling mill, $. rolling the primary intermediate product, to obtain a secondary intermediate product, composed of a round bar and at least one flatter wing, integral with it,
and whose cross section consists of a
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circle with which at least one rectangular protrusion forms a body which is more extended tangentially and radially and which connects thereto by fairy tales, by means of at least one secondary rolling mill having corresponding grooves, by arranging the long side rectangle perpendicular to the clamping of the secondary laminate, in a plane comprising the axes of the latter.
secondary to rolling the intermediate product to obtain a tertiary intermediate product consisting of a round bar and hence minus a flatter wing, integral with it, and having a cross section consisting of a cerele with which forms at least one rectangular protrusion extending more and more tangentially and connecting thereto by leaves, by means of at least one tertiary rolling mill, having corresponding grooves, arranged along the long side of the rectangle. gle at a certain angle with respect to the nozzle of the tertiary rolling mill, in a plane comprising the axes of the latter, to cut the tertiary intermediate product into elements having the desired length, to drill a round axial hole right through the round bar,
concentrically thereto, inserting a corresponding round pivot into the holes of at least two of the cut-to-length elements, in order to form a hinge, and drilling a number of screw holes in the plane wings, right through part of these.
It is preferred to use, as raw material & to work according to the invention, a stainless steel. This stainless steel is preferably that which contains 18% chromium, 8% nickel and 74% iron. In accordance with the present invention, a bloom or a billet of stainless steel is gradually hot rolled, so as to subject the raw pastiber to gradual plastic deformation in a continuous operation.
This procedure is particularly suitable for mass production. In order to ensure a large cantilever bearing capacity, and excellent abrasion resistance, which are required due to the function of the hinge, the ma-
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The first of the supporting element provided with a wing of this invention is worked in different directions during the rolling operation in order to homogenize the structure and distribute the stresses. It is also preferred to subject the tertiary intermediate product to heat treatment after rolling in order to improve hardness and stress distribution.
If the material is not rolled systematically, one obtains in the bearing element provided with a wing, depending on the direction of rolling, a structure of alternating stripes similar to cracks which cannot be made disappear by grinding. In order to remedy this defect, it is necessary to give the cross section of the intermediate product itself. Oondaire a dimension smaller than that of the primary intermediate product and to proceed in such a way as to obtain this result by means of rolling mills adapted for this purpose.
In addition, the flow of the material near the end parts is reduced, choosing the specified contours of the axial sections of the major cylinders to obtain advantageous contours in the radial section of the bearing member provided with wings. and a specially resistant load-bearing part.
While the tertiary intermediate having a single planar wing integral with the round bar is useful for forming a hinge according to this invention, a tertiary intermediate with two wings is preferable from the standpoint of material economy. To obtain a two-winged tertiary intermediate product, it is necessary to first form a two-wing primary intermediate and roll it to obtain the two-winged tertiary intermediate through a two-wing secondary intermediate product. .
The tertiary intermediate product with two wings, is separated into two parts, each of which includes a wing and to the monk a part of the round bar, after having cut the elements to the desired length and having drilled them with a hole
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axial round. This element obtained by division can be symmetric or asymmetric. The symmetrical separa element has an axial half of the round bar and a wing. One of the two asymmetric cut-out elements has the two end axial parts of the round bar and a wing, while the other has the intermediate axial part of the round bar and a wing, the two end axial parts compensating for the flange. absence of the intermediate axial part.
As a result of the above milling and cutting, the tertiary intermediate product is free from the stress which occurs in the asymmetric single-winged tertiary intermediate product which remains in the completed hinge and any loss is also eliminated. material which occurs when the tertiary intermediate is cut to form a supporting member with a wing.
The invention will be better understood and other additional objects and advantages thereof will become apparent from the following description, made with reference to the accompanying drawings, where;
Figures 1, 2, 3 and 4 are cross sections in blooms or billets constituting the raw material.
Figures 5 to 10 inclusive August cross-sections in a supporting element provided with a wing, having undergone successive transformations, shown with partial axial sections of rolling mills, respectively and to which the principles of the invention apply. .
Figures 11 to 18 inclusive are cross-sections through another bearing member provided with a wing, having undergone successive transformations, shown with partial axial sections in the rolling mills and to which the principles also apply. of the invention,
Figure 19 is a front view of a hinge to which the principles of the invention apply.
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Figure 80 is a top plan view of the hinge of Figure 19 in the open position.
Figure 21 is a front view of another hinge
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which a'applying the principles of this ixve3ou, Figure 22 is a top plan view of the char-
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niéra of Figure 21 in the open position, Figure 23 is a top plan view of this
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hinge in folded position.
Figure 24 is a front view of another hinge to which the principles of invasion are applied.
Figure 25 is a top plan view of this hinge in the open position.
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FIG. 26 is a top plan view of this hinge in the folded position.
Figure 27 is a front view of another hinge
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to which the principles of this invention apply. . ). Figure 28 is a front view of a two-wing tertiary intermediate product.
Figure 29 is a front view of an uncoupling element Pd tj lengthwise out of a tertiary intermediate product with two wings,
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Figures 30A and 30B are top views, plant, j, -j of this element Figures 31A and 31B are front views of other * 1 j.l; modified forms of hinges to which the i.i. 1 principles of this inventions] <Referring more particularly to the doiieinui on. will now describe the preferred embodiments of this invention; it is understood, however, that this description is illustrative of the invention and does not limit it to the particular constructions and procedures illustrated and described.
Example 1 - Figure 1 shows the cross section of a
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bloom, or a billet, intended for the manufacture of an ohamie-
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re. Figures 2s 3 and 4 show other cross-sectional shapes of blooms or billets used as como attre
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first. The continuous rolling mill consists of at least one la.
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primary mill, a secondary rolling mill and aoins a rolling mill
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tertiary arranged in tandem. Figure 5 shows pass 32
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of the primary duo cage and the shape of the cross section of the finished primary intermediate product. As indicated, the right extremity of the cross section of the primary internal product 31 is a circle 31 '.
A 31 "rectangle extends
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radially to the left from this circle. The basis of
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rectangle '1 "is connected by a fillet to the circle bzz The di-
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dimension of the circle 31 'and the vertical dimension of the rectangle
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1 '' are significantly larger than that of the cross section of the supporting part and the thickness of the atlo of the finished supporting elements, r. respectively, while the horizontal dimension of the rectanzle 31 "is appreciably more
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shorter than the radial length of the wing. These differences of
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dimensions are chosen systematically and reduced by m8ntr. ! i
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progressive during the rolling process 9 as will be shown below.
The cross section of the
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primary intermediate product is arranged in the pinqitreb tn other words, the two cylinders have symmetrical grooves corresponding to the shape of the primary int * rm4dioiro product Jl, The product 1nterra.td1air is then worked. primary 31 by means of at least one teoondaiï duo rolling mill * $ 33 The intermdia.ra 31 product supplied by the primary stand J2 is rotated a quarter of a turn while it is directed towards the tenon rolling mill 55, from so that the 'right half of the corcle' is and. the cross section is turned towards Io low, for e'e;
agar in a 33 "wide and shallow groove of the 1nr laughing cylinder of the secondary cage 33, while the blood portion 31w is turned upward to engage a 33 'deep narrow groove of the upper cylinder from 1 am1-
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secondary black 33, While in the primairs 38 rolling mill the eannelurea of the lower roll and the upper roll are symmetrical, those of the rolls of the secondary rolling mill are not. In addition, the vertical axes of these splines are not aligned with each other. As shown in the figure.
6, the vertical axis of the upper groove 33 'is somewhat displaced to the right of the vertical axis of the lower groove 33 ", so that the secondary intermediate product 31 has, in section, one side right approaching more of a straight line and a left side whose curve is more pronounced,
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The secondary intermediate product 31 is then taken up, for example, by four tertiary duo cages 3d.y ', 36 .h, and 37.
The upper cylinders of these cages have a low-rise rounded circumferential rib and a raised angular circumferential rib, between which *
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there is a circumferential groove * The lower rolls of these cages are provided with a shallow round circumferential groove and a deep angular circumferential groove, between which there is a circumferential rib. secondary is' transformed between these pairs of rolls into a tertiary intermediate product whose cross section, perpendicular to the direction of rolling, consists of a circle and a long
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rectangle forming one unit with this one.
A small side of rectangle3l merges into circle 31 ', tangentially # with an initially rounded outline, as in tipures 7, 8 and 9 # to finally emerge at a right angle to the rounded edge of circle 31', as clearly shown figure 10. In other words, the tangent
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If the rectangle 31 "extends gradually from the center of the circle 31 '. The latter is laminated by the inner surface of the low rise rib of the upper cylinder' and that of the shallow groove of the lower cylinder.
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rectangle 31 "is laminated by the inner surface of the rib, raised by the upper cylinder and the inner surface of the deep groove of the lower cylinder.
Strictly speaking, Figure 31 "is not really a rectangle, but rather a limiting trapezoidal shape. The load bearing element to be produced has a wing whose cross-section is thinner in the most part. away from the round bar.
As shown in Figures 7 to 10, the long sides of the rectangle 31 "of the wing cross section are arranged at an angle to the axis of the cylinders. If these long sides are arranged parallel to the axes A curvature-like phenomenon occurs as a result of the uneven pressure distribution, and due to the inclined arrangement of the rectangle, this phenomenon is eliminated and the exit of the cylinders is facilitated.
When the rolling length approaches another 20, during the above operation, the intermediate product is cut into lengths of 5 m. The tertiary intermediate product is subjected to heat treatment, that is to say, it is quenched with water at a temperature of 1000 to 1200 C, in order to improve the distribution of stresses.
The last rolling mill stand shown in FIG. 10 is provided for finishing and enables a longitudinally continuous element to be obtained, having precise predetermined dimensions in all directions other than the axial direction.
Such a longitudinally continuous element is cut in the usual manner into elements of the desired length. An axial hole is then drilled right through the bar, concentrically thereto, in the usual manner, in order to thus complete a bearing element provided with a wing. Sometimes the drilled hole is a 40 blind hole, as in Figures 19 and
21. It is seen that blind holes 40 in a pair of supporting elements provided with a wing should be drilled in opposite directions.
A pivot 42, completed with precision in the ha-
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common, is introduced through a washer 43 in the blind holes 40 of a pair of supporting elements provided with a wing, to obtain a hinge. In general, a certain number of august 41 screw holes drilled in the wings 39, right through them * Example 2 -
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A primary 3ntermédia3re 1311 woolen in a ,, duo rolling mill prtmairo 132 in a manner similar to that explained above and shown in f1gure 11, aat turned a quarter of their jan6 the secondary stand 133 in figure 12.
that is, a wide and shallow groove 133 'is formed in the upper cylinder and a narrow and deep groove 133' is provided in the cylinder 1ntr1tUr.
The secondary intermediate product 131 is directed yer. : a tertiary rolling mill 1J4, made up of a roll orperimw pxr4. hearing a rib and a shoulder 134 'and a roll 1Dt ..: laughing with a deep groove, and turns again a quarter of a turn between the rolling mill secondary 133 and the- '
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thinner tertiary 134. The rib of the upper cylinder having a rather rectilinear edge is cut is continued by a line bending up to the shoulder, The deep groove of the lower cylinder continues by bending by a line shallower right.
The right edge of the upper cylinder faces the straight line of the lower cylindra, so that the unfinished wing 131 "can be inserted between the two.
The shoulder of the upper cylinder faces the deep groove of the lower cylinder, for insertion, between
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both, of the unfinished 131 'round bar. The transverse section of this clamping is shown in the upper left corner of Figure 13 which shows a fairly angular outline.
The tertiary intermediate product 131 is directed to a quaternary rolling mill 135, the cross section of which presents a contour approximately symmetrical to that of the tertiary rolling mill 134. Between the tertiary rolling mill 134 and the rolling mill
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quaternary 135, the tertiary intermediate 131 is made a half-turn in order to obtain a more homogeneous structure.
The quaternary intermediate product 131 is then directed to three finishing rolling mills arranged in tandem, as shown in Figures 15, 16 and 17. These rolling mills are similar to the tertiary rolling mills of the previous form. However, the tangent parallel to the long side of the rectangle representing the wing of the supporting part is not so far from the center of the circle representing the round bar of the element, so that we do not find the 'right angle of the rectangle 131 "outside the round edge of the circle 131' in the cross section of the supporting element provided with a wing delivered by the finishing rolling mill 139 as in the previous embodiment, The previous outline is shown in Figures 22, 23,
25 and 26 while the de-nier contour is illustrated in figure 20.
The longitudinally continuous element delivered by the finishing train 139 is cut into elements of the desired lonrueur, the round bar 46 of which is then drilled in a manner similar to the previous execution. Two elements thus drilled and a washer 45 are assembled with a pivot 42 to form a hinge con: me in the preceding embodiment torma.
Example 3-
Two cut-to-length elements, cornet in the previous embodiment, are drilled right through respectively. The drilled round bar 46 of each bearing element Equipped with a wing is divided into six parts, disposas axilwemtn, having a length axial equal. Three alternate parts out of the six are cut so that one can engage the other when it is reversed in the plane of the wing 39. Two supporting elements provided with a wing are assembled in this way, to mer a hinge, with a pivot 42 having a teta at one end.
A cap is crimped on the other end to provide a hinge as shown in Figures 25, 26 and 27.
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Example 4
A hinge is manufactured as in the previous embodiments. However, the drilled round bars 46 are cut in another way. The round bar drilled from a supporting element with a wing is cut at both ends and the round bar of the other supporting element is cut in the center. Both ends extend for about a quarter of the total axial length and the center extends for a half thereof. Two washers 45 are inserted between the end parts and the central part to form a hinge of a precise total axial length. The hinge made in this embodiment is illustrated in figure 27.
Example 5 - A bloom of stainless steel is rolled to obtain a tertiary intermediate 231 having two wings 39, as in Figure 28, by rolling first a primary intermediate, then a secondary intermediate product. ** re. The cross section of the tertiary intermediate
231 consists of a circle 46 having two rectan projections. Gulars 39 extending radially and being capable of being disposed either radially from the circle 46, contas shown in Figure 30A, or tangentially to the circle 46, as shown in Figure 30B.
Tertiary Intermediate 231 is cut into pieces 247 of the desired length as in previous examples. Element 247 is then divided into two parts, as in Figures 31A and 31B. After division, it is necessary that each of the parts have a wing 39 and at least a part of the round bar 46. For this purpose, it is necessary to divide the element 247 cut to. length in two supporting elements, along a zing-zag line, 9 this component of the two boundary lines between the two wings 39 and the round bar of 46 and passing at least once across it .
The two bearing elements provided with a wing thus .formed, are re-
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shown, by way of example, in the figures, 1A and 31B. After having carried out each drilling for the insertion of a pivot 42, as in the previous examples, the two supporting elements provided with a wing are assembled with the pivot and, if necessary, washers 45, then arranged as before. the division
Due to the symmetry of the intermediates, there is no tension in the finished hinge of this example, which was never asymmetrically rolled.
Due to the arrangement of the twin wings and the zig-zag dividing line to form these from a single tertiary intermediate product, there is no loss of material such as would otherwise occur and s' raising to approximately half the volume of the round bar.
Example 6 A few samples of the hinges of Example 1 were tested practically as follows, compared with other hinges.
The sample hinges were attached to uprights and doors, respectively. They were placed in particular at the top and at the bottom of a door weighing 48.5 kgs.
The test consisted in opening and closing this door 45,000 times in a movement with an amplitude of 1100. After this test, the dimensional reductions were measured in order to have an indication of abrasion. The samples of Example 1 were provided with chromium-molybdenum steel pivots. The compared samples were made of stainless steel and obtained by bending a sheet; others were made of brass by extrusion. The stainless steel hinges were fitted with a pivot of the same material and the brass samples with a standard steel pivot.
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Ir To B L 3 A u 1 .......------ ¯ ..........
1 Abrasion in length. mm. ¯ .., w svr.slvlllNy'4r
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<tb> Sample <SEP> Stainless steel <SEP> <SEP> laminated <SEP> Stainless steel <SEP> <SEP> Brass
<tb>
<tb> according to <SEP> example <SEP> 1. <SEP> Folded <SEP> sheet <SEP> extruded.
<tb>
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Position Superior Lower, Upper Lower Upper. Inf. Vertical length 0.07 ('105 0, lJ 0; #Y 0.20 ot23
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<tb> total
<tb>
<tb> Dia <SEP> tre
<tb>
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read pivot 0 you 0.01 0.01 0, Ol, -O, 05--0; C 'borehole diameter 0.01 0.01 0.06 0.04 ""' 0.42-0,
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<tb> -. <SEP> r
<tb>
The Vickers hardness of the samples was determined.
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TAB LE A U II Vickers hardness, load 20 kg (average of two samples)
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.. ,, ¯.¯¯¯¯¯¯¯¯, ....., ... 4.
JI '.'
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<tb>
<tb>
<tb> Sample <SEP> Stainless steel <SEP> <SEP> Stainless steel <SEP> <SEP> Brass <SEP> ex- <SEP>? or
<tb> laminated <SEP> according to <SEP> 1'- <SEP> sheet <SEP> bent <SEP> trudé <SEP> forged
<tb>
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example 1 ...... ¯ .. ¯. ¯ '¯ .. ¯. ¯
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B d88Ltr of ...., "3 µitl 163.9 194.5 +, [ma 160.1 181.5 - z.80 4, ..-? -'- --. -.-.-, - #
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The mechanical j.:vçr14%éo. samples tested are as follows.
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'1' A BLE A U Il]: t A B L Z TO V III Mechanical properties - ...... at,.
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<tb>
Sample <SEP> Stainless steel <SEP> <SEP> laminated <SEP> Extruded brass <SEP> <SEP>? Or <SEP> forge
<tb> according to <SEP> example <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> kg <SEP> 8250 <SEP> 8950 <SEP> 5500 <SEP> 5600 <SEP> 9050 <SEP> 9150
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to
<tb> the <SEP> traction <SEP>
<tb>
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kg / mm 63 63 39 40 64 65
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<tb> Length <SEP> real-
<tb>
EMI15.5
per mm 81.6 81.0 'bzz 58.5 57.5 57.1
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<tb> Elongation <SEP>% <SEP> 63 <SEP> 62 <SEP> 18 <SEP> 17 <SEP> 15 <SEP> 14
<tb>
<tb> (Length <SEP> of <SEP> e-
<tb>
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sample 50 mm) '.------ "-'- #, \,} o., ...
While particular methods of carrying out the invention have been illustrated and described, modifications to
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these will appear easily to people CO! lp1ttent'8 in this trade. It should therefore be understood that the invention is not limited to the particular procedures and provisions
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disclosed, but that the appended claims are intended to cover all modifications which do not take away the true spirit or the scope of the invention.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.