MATÉRIEL ET OUTILLAGE DES FONDERIES

Le matériel des fonderies dépend de l'étendue de ces établissements et de la nature des travaux qu'ils dolvBnt entreprendre.

Il est peu d'industries dont Torganisation soit plus facile et plus simple, dès qu'on n'a pas peur but ût créer des établissements très développés et très complets.

une fonderie de fer peut, à la rigueur, être constituée à l'aide d'un outillage de très peu d'importance.

Comme éléments principaux : un cubilot Ûxe ou mobile, placé sous un hallier couvert et alimenté par un ventilateur mû à bras ou au moyen d'un manège, sinon d'un mT)teur élémentaire quelconque ; une étuve servant, le cas échéant, de fosse de coulée; un lot de châssis et de lanternes à dimensions diverses, susceptible de s'étendre, suivant l'importance des commandes à survenir; une grue ou un appareil de levage encc^e plus simple, au besoin des palans s'accrochant à la charpente; enfin, les outils généraux indispensables» mais peu coûteux» pour servir à la mise en fusion du métal, à la confection des moules et des noyaux aussi bien qu'i l'achèvement des objets coulés.

Là composition d'une fonderie de cuivre serait encore plus simple; car on pourrait se passer d'une grue et de châssis de grandes dimen* sion«. Un four à creuset remplacerait le cubilot; un soufflet de forge ou» même un simple courant d'air aérait substitué au ventilateur.

Cependant nous ne saurions nous contenter d'étudier et de décrire 4e« ateliers aussi primitifs. Si l'économique simplicité de leur organisa* tioa devait avoir une raison d'être, cela ne pourrait avoir li^u f ue dans ceïtaias milieux peu industriels où ces établisscBients »^!^e&t forcéiûent restreints.

Nous devons nous placer, tout au moins, dan« les limites ordinaires où le matériel d'une fonderie doit être prévu d'une façon telle, q«'il puisse faire face à des travaux courants d'une nature déterminée.

ï!n tout cas, un matériel bien entendu, s'il n'est pas absolunent complet, est nécessairement la base la plus sérieuse de ia prosfiiénté de toute fonderie, grande ou petite. Il faut que le fabricant ait sous la main l'outillage nécessaire pour faire bien et pour faire vite. Il ne ^oit pas, faute de quelques outils ou appareils de peu de valeur» être «is dans la situation de produire mal et de manquer beaucoup de pièces, ce qui est l'écueil le plus dangereux de la plupart des fonderies mal dirigées et mal organisées.

Si la fonderie est une industrie à laquelle ne ooscourent 4|«e dee éléments généralement simples, dès qu'elle n'est pi^s doublée 4'«ft «to«

lier important de modelage et encore moins d'un atelier de mécanique, encore faut-il qu'elle dispose de moyens assez puissants pour fabriquer économiquement et avec fruit.

Des matières d'un achat facile et prévu, des outils simples, des appareils dont le prix n'est jamais élevé et qui, une fois installés, durent longtemps et n'exigent que de rares et peu dispendieuses réparations, telies sont les données qui, convenablement réglées et suivies, président, en dehors des frais de la main-d'œuvre, à la composition des prix de revient.

Les frais généraux, eux-mêmes, sont de peu d'importance, beaucoup de fonderies étant parfaitement desservies avec un bon chef d'atelier, un comptable et un garde-magasin chargé' des écritures de l'atelier.

L'unique point, le plus grave et le plus sérieux» est celui qui touche la dépense de fabrication, celle du moulage surtout. Quand celle-là se £sit par des ouvriers à la journée, elle a besoin d'être surveillée par un chef de fabrication habile et actif; si, au contraire, elle a lieu à l'entreprise, la difficulté est moins grande, mais n'est pas absolument évitée.

Nons reviendrons plus loin sur ce sujet, par des chiffres qui établiront les divers éléments de rorganisati49n et de la direction, lesquels sont indispensables dans toute industrie et, en particulier, dans celle qui nous occupe.

Le matériel proprement dit des fonderies comprend :

Les machines, appareils et outils nécessaires à la production d« la fonte. Nons a7<m8 donné à cet égard les indications voulues dan^ les deux présumes parties de cet ouvrage;

Les machines et les appareils utiles aux besoins du moulage; les cMs* ais, lantomes, axes et armatures; enfin, le petit outillage.

Cest œ que nons allons examiner dans le chapitre qui .suit« laissant à nos lecteurs le soin de faire les choix leur paraissant Les meiitours et de développer ou de restreindre à leur gré l'importance mobilière des foadfiries.

Madiines, appareils et outils des ateliers de moulage.

àfpêoreUê de lewigt. -^ Ces appareils tiennent une place considérable dans le matériel des fonderies ; ils 4loiTent être solidement installés, 4e proportions en rapport avec le poids, la forme et les dimensions 4es changes qnUia oat à soulever.

Une iDnderie de fér, qnelqne restreinte que toit sa fabarieation^ 90«t se natter d'appareils de leraet.

A l'époque où nous avons publié la première édition de ce livre, on n'employait dans les fonderies que des grues tournantes à pivots. Ces grues, isolées ou disposées par groupes pour correspondre entre elles afin de transporter les fardeaux de Tune à l'autre, étaient encombrantes et rendaient les manœuvres lentes et difficiles. Elles nécessitaient, en outre, des armatures importantes comme charpente et tirants pour être maintenues à leur pivot supérieur et, par suite, des murs d'une certaine solidité pour les ^halles de moulage. Enfin, n'opérant que suivant un mouvement circulaire, elles demandaient, selon que les fardeaux devaient être pris entre la circonférence la plus rapprochée de Taxe et celle la plus extrême, un mouvement d'avance et de recul toigours long et souvent incommode.

On est arrivé à substituer aux grues tournantes à double pivot des grues roulantes et de préférence des appareils roulants, soit sur le sol de la fonderie, soit sur un système de longrines attachées aux murs ou aux charpentes, pour recevoir un chemin de fer aérien.

Mais les perfectionnements apportés à la disposition et à la forme de ces appareils ne se sont pas bornés à ces transformations.

On a appliqué aux grues, roulantes ou tournantes, des moteurs à vapeur établis dans les conditions les plus simples pour permettre de n'employer qu'un petit nombre d'hommes et en même temps pour rendre les manœuvres plus simples, plus rapides et plus correctes.

Nos lecteurs comprendront mieux, du reste, à l'aide des figures représentées aux planches 18 et 19, la marche des progrès accomplis dans les difiTérents sens que nous indiquons. Il y a tant de systèmes aujourd'hui parmi les appareils de levage appliqués dans les fonderies, que nous ne pouvons songer à les décrire tous, encore moins à les reproduire. Nous avons dû nous borner à conserver les meilleurs systèmes des grues à double pivot et à donner une idée générale des autres types à présent plus recherchés.

Grues tournantes à deux pivots, — Un point capital dans ces appareils est l'installation de la direction, c'est-à-dire de l'agencement devant transporter la charge depuis le centre jusqu'à l'extrémité de la grue. Il faut que cette disposition soit à l'abri de toute secousse, qu'elle soit assez précise et assez régulière pour permettre un renmoulage exact sans briser les moules ou les noyaux. Il faut qu'elle soit assez solide et assez bien assurée pour qu'elle ne se brise pas en plein travail ; enfin, que sa manœuvre soit assez douce pour qu'elle n'exige pas l'emploi d'un trop grand nombre d'hommes.

Les directions à crémaillère (fig. 7, pi. 18) les plus usitées, parce qu'elles sont les moins coûteuses à établir, ont besoin d'être bien appuyées pour ne pas céder sous les efforts qui leur sont imprimés

et d'être assez solides pour ne pas casser, quels que soient ces efforts. On fait bien d'employer le fer, plutôt que la fonte, et de donner aux dents la forme et les dimensions les plus solides.

Les directions à vis (flg. 1) donneraient un mouvement plus régulier; mais, même avec des vis en acier et à filets renforcés, elles s'usent vite. II est bon de donner aux vis d'assez forts diamètres pour qu'elles ne se courbent pas sous la charge.

Les directions à chaîne sans fin (flg. 3) sont encore les meilleures. Celles à chaînes ordinaires calibrées sont également bonnes. Les premières s'usent vite et demandent à être remplacées assez souvent; les secondes, quand elles sont en bon fer, non susceptible d'allongements permanents, peuvent durer plus longtemps, sauf à remplacer en temps utile les galets à empreintes sur lesquels elles s'enroulent.

La grue n® 1 et 2 est un bon type de ce genre d'appareils. Construite en 1836 surdesétudes faites dans les bureaux de l'ingénieur Flachat, lorsqu'il fut chargé d'installer l'usine de Tusey, elle offre une longue volée, pouvant desservir un assez vaste espace, sans qu'il y ait lieu de craindre pour sa solidité assurée par plusieurs tirants fixés à une tête en fonte que porte la partie supérieure du montait vertical. Le volant à manivelle a été supprimé dans cet appareil qui existe encore aujourd'hui.

La grue (fig. 3 et 4) construite en fonte est également un des bons modèles en son genre. Cette grue, qui se trouve à l'usine d'Indret où nous en avons pris le dessin et que nous avons reproduite, sauf modifications, à la fonderie de l'école d'Angers (pi. 36, flg. 4, 5 et 6) avait sa place naturelle dans des ateliers appartenant à l'État et où l'on ne recherche pas l'économie la plus stricte. Partout ailleurs on préférera les grues à charpente en bois, telles que les dispositions des figures 5, 6 et 7, planche 18, agencées, comme direction et comme disposition des engrenages, suivant les appréciations du constructeur.

A défaut de charpentes suffisantes pouvant recevoir la tête des grues dont nous parlons, on peut les fixer en maintenant le pivot supérieur à l'aide d'un collier scellé dans un mur. Mais cette disposition, quelque soin qu'on prenne d'écarter le plus possible l'axe de la grue du mur, fait perdre une partie de l'évoloGon que pourrait donner l'appareil.

Grues à simple pivot. — A cet égard, les grues à simple pivot ont leur utilité; elles peuvent servir dans les ateliers d'ébarbage, sur les quais et chantiers de chargement, alors qu'il n'est pas utile absolument de prendre et de porter les fardeaux en des points fixes déterminés, ainsi que cela doit avoir lieu pour la manœuvre des moules.

Ces appareils, lorsqu'ils sont disposés à engrenages et à chaînes or-

dinaires ou à chatnes Galle du système Néuwstadt sont établis comme à la âgnre 11, planche 19, avec pivots fixes, figure 12, on à pivots tournants, figure 13.

Les pivots fixes, suivant la force des grues, sont assujettis sur un simple croisillon ou sont prolongés pour s'asseoir dans une embase emp&tée, à une certaine profondeur, par un bloc de maçonnerie (fig. 12).

Le même genre d'appareils a été disposé pour marcher avec chatnes ordinaires entraînées par une noix, de même façon que cela a lieu dans les appareils de levage employés pour la constructioxi des bâti* menta.

La figure 14 représente une disposition avec développement de la chaîne à l'intérieur du pivot, lequel est tournant;

La figure 15, une disposition de même nature installée dans la flèche. Le pivot est fixe et la fièche, portant ft sa base un galet conique, opère son mouvement de rotation autour de la plaque de fondation.

Ces appareils sont d'une certaine simplicité, sous réserves des soins à prendre pour l'entretien et le graissage des organes du mouvement.

Les figures 16 et 17 représentent des appareils du même type, comme disposition d'ensemble, sauf l'application de la vapeur, la figure lOmon* trant une grue portant sa machine et sa chaudière, la figure 17 ayant le cylindre à vapeur & la base de la volée et sa chaudière en dehors. Ces grues, du type de M, Chrétien, ont plus ou moins réussi à devenir pratiques, surtout dans les fonderies. Nous les donnons pour en mentionner le système et rendre aussi complète que possible la série des appareils de levage, présentée à nos lecteurs. Ces dispositions ont été perfectionnées par divers constructeurs. On préfère les grues portant le moteur à vapeur et la chaudière placés à l'arrière, au besoin pour former contrepoids, ce qui a lieu notamment dans les grues roulantes, comme celle de la figure 18, où le contrepoids, rendu mobile, peut être remplacé par l'appareil moteur.

Les grues roulantes de cette disposition ne sont pas intéressantes, dès qu'elles doivent soulever des fardeaux au delà de 6,000 kilogrammes.

Bans ces conditions et dans les forces au-dessous, elles peuvent rendre quelques services dans les fonderies. Nous en avions plusieurs à Marquise, parcourant l'usine en tous sens, allant charger les châssis dans les parcs ou prendre les pièces pour les conduire aux ateliers de tours, d'ajustage et de montage. Elles donnaient un bon et sérieux usage, étant maûœuvrées avec prudence, lorsque, chargées, on devait les faire pivoter.

Du reste, à l'aide de tenons à griffes, on pouvait les fixer solidement au sol, en des points déterminés de l'usine. Le contrepoids étant rapproché vers le centre, elles servaient alors comme des appareils fixes.

Oe système da grues orAé, oroyons-nous, par Legrand et Lasseren de Klort, vers 1140, a été perfectionné d^abord par nous à Marquise, puis par Neuwstadt, qui lui a appliqué la chaîne Galle. Il est aujourd'hui très répandu dans les chemins de fer, sauf modifications diverses.

Toutefois de tels appareils, dite grues à bigues, ne sont pas précisément ceux que doivent rechercher les ateliers de moulage, dans les* quels les fttrdeaux doivent être, ainsi que nous avons dit, transportés en des points fixes et déterminés. Ainsi les noyaux, les châssis et les poches à couler doivent arriver avec une certaine exactitude en des positions précises, qu'il s'agisse du renmoulage ou de la coulée.

Les grues à double pivot, en dehors des quelques inconvénients dont nous avons parlé, sont donc, à cet égard, préférables aux grues A blgues.

Il est facile, du reste, de leur appliquer comme à celles->ci des appareils à vapeur. Dès 1850, nous avons vu en Angleterre, dans diverses fonderies à Newcastle et & Glasgow, des grues du type de la planche 18, munies, les unes de machines à vapeur portant leur chaudière, les autres avec des moteurs empruntant la vapeur à un générateur commun, d'où elle arrivait par des tuyaux munis à la base de chaque grue d'un distributeur à rotule plus ou moins défectueux du reste.

A la même époque, on essayait les grues hydrauliques à Glasgow oA elles étalent recherchées pour le levage de très lourds fardeaux. Déjà les appareils hydrauliques étalent munis d'accumulateurs aidant à régulariser et à préciser la marche.

Les appareils les plus utiles à l'intérieur des halles de moulage, et appliqués aujourd'hui dans la plupart des grands établlssemenîfi de fonderie qui se montent, sont les grues roulantes à pont, dites grues transversales, marchant dans la direction suivant laquelle le fardeau doit être conduit et distribuant, à l'aide d'une chaîne sans fin conductrice, oe fardeau sur toute la largeur de leur portée.

De pareilles grues sont établies, dans les conditions de la figure 19, pour rouler sur le sol, ou, dans celles de la figure 90, pour fonctionner en Talr sur des longrlnep ou sur des murs. Les unes et les autres peuvent être disposées pour être manœuvrées à l'aide de treuils, avec ou sans moteur à vapeur, placés ou non à la partie inférieure ou à la partie supérieure des appareils, c'est-A-dlre se manœuvrant fm bûê ou (fan kmui et conduits soit dans leur marche longitudinale, soit dans leur marche transversale, par des chaînes et autres systèmes d'appel appliqués sur un moteur eu, au besoin, par simple traction à bras. Oes engins sont construits aveo charpente en bols ou en fer, suivant la dépense qu'on veut y mettre et le degré de solidité et de durée qu*oB veut leur donner.

Pour la manœuvre des châssis dont le poids ne dépasse pas 1»500 à 2,000 kilogrammes, on emploie très utilement les appareils (âg.21 et 22) installés sur des longrines longitudinales ou sur des chariots roulants transversaux, se mouvant sur des chemins en bois fixés aux murs ou aux colonnes [des halles et munis de rails. Ces appareils, installés en quantité à Marquise dès 1848, ont rendu de très grands services dans les halles de moulage, pour la fabrication des [pièces moyennes. Manœuvres du bas, ils sont conduits par les mouleurs eux-mêmes et sans frais d'ouvriers manœuvres. Aujourd'hui, ce système est très répandu dans un grand nombre de fonderies.

On emploie dans les noyauteries, ou pour petits travaux de moulages spéciaux dont les châssis n'exigent pas de grands déplacements, les treuils appliques (flg. 23 et 24) fixés contre le mur ou sur un montant en bois et en fonte, avec chaîne allant se développer sur une poulie ou sur un palan fixés en un point quelconque de la charpente.

Tels sont dans leur ensemble (et nous pouvons en oublier) les engins à lever les fardeaux devant être employés dans les fonderies. L'opportunité de tel ou tel système est évidemment dépendante de la disposition des bâtiments. Si nous devions avoir de nouvelles fonderies à créer, nous serions d'avis d'adopter à peu près exclusivement les appareils se fondant sur les données des figures 19, 20, 21 et 22, sauf agencements particuliers à étudier, et nous ne rechercherions en réalité les grues à pivot que dans tes cas spéciaux où les appareils roulants ne pourraient se prêter à certains besoins du service.

Quelques chiffres relatifs aux divers types que nous venons de citer ne devront pas être sans intérêt pour nos lecteurs. Nous les prendrons en recherchant, dans nos notes, les nombreuses grues ou appareils de levage que nous avons fait construire.

Grues à double pivot. — Ces grues à charpente en bois peuvent être établies à prix variables, suivant leur importance. On en a construit à des forces variables entre 5,000 et 20,000 kilogrammes. Au-dessous de 5,000 kilogrammes, elles coûteraient tout aussi cher, sans profit, que des appareils d'une pareille puissance. La charpente en bois de chêne à évaluer sur la base de 150 à 200 francs le stère, suivant les contrées, peut se tenir entre 4 et 500 francs dans les grues de 5 tonnes et entre 800 et 1,000 francs dans les grues de 25 à 30 tonnes. Il reste les fontes pour le treuil et le mouvement de direction, ainsi que les ferrures ; tout cela peut peser entre 1,000 et 2,000 kilogrammes, selon la force, et être compté sur la base de fr. 70 à 1 franc le kilogramme.

Dans les grues semblables à charpente en fonte, il faut pour une grue de 6",50 à 7 mètres de hauteur, ayant 4 mètres à 4'»,50 de volée, pouvant lever, en moyenne 10 à 12 tonnes, compter sur un emploi de :

Fonte pour la charpente proprement dite de la grue, environ • . • ' 7.000 Idlog.

— pour le mécanisme du treuil 700 —

— pour le chariot de translation et sa direction 560 —

— pour fondations, crapaudines, etc 1.100 —

Ensemble 9.360 kilog.

Plus, le fer pour arbres, boulons, manivelles, tirants, etc., environ 640 —

Soit, en chiffires ronds, • . 10.000 kilog.

C'est ce qui a été employé pour les grues de la fonderie de l'école d'arts et métiers d'Angers, lesquelles sont représentées par les figures 5, 6 et 7, planche 36.

A Indret, où il existe des grues de même force et d'autres pouvant enlever jusqu'à 30 tonnes sur les types n^ 3 et 4 (pi. 18), le bâti seulement de ces derniers appareils, composé de l'arbre vertical, de la volée en deux pièces et des jambes de force en deux pièces également, atteint le poids de 11,275 kilogrammes et chaque grue complète peut peser environ 16,000 kilogrammes.

Ces grues ajustées, assemblées et mises en place, peuvent revenir à fr. 80 ou fr. 90 le kilogramme, comme prix moyen de la fonte, du fer et du bronze.

Les grues de la fonderie d'Indret, employées depuis des années, ont fonctionné, les grandes grues à la limite de 30 tonnes, les petites à celle de 15 tonnes, sans qu'il se soit produit, que nous sachions, un seul accident.

Les grandes grues font colonnes en soutenant la charpente, en môme temps que celle-ci les supporte. Les petites ont le pivot de la tête pris dans une crapaudine à six rayons, sur laquelle viennent se boulonner des tringles se rattachant aux sablières.

L'extrémité des tringles, passant dans l'œil ménagé aux sablières, est disposée de façon à pouvoir les raidir à l'aide d'appareils tendeurs à double écrou. Avec ce système d'armature, les grues ne bougent jamais et sont très douces à faire manœuvrer.

Les grues à bigue ou à bielle, dont la figure 11 donne un des types, celui de 5 tonnes, ont été construites par nous, aux forces de 5, 10, 15 et 30 tonnes.

Les grues de 5 tonnes, pesant environ 5,500 kilogrammes, répartis comme suit :

Fonte 4.550 kilog. j

Fer et tôle 775 — f RenAii

T% s. ' on > 5.500 lolog»

Bronxe et acier. ...,.•.. 30— i ^

Chaîne de 0-,020 . • 145 — |

CM%ê éê 10 tonndi, attoignant 18,280 kilogramioet, «aToir :

' Ibnie 10.200 Uloff.

T4W pour la bigue 520 — } 12.250 kilog.

Bronze et aoier 80 —

Chaîne de O",O07 820 —

C«U#S de 15 tonnes, représentant euviron 18,000 kilogrammes» soit :

Fonte 15.400 kilof.

Pér ^ 1.469 -

l^le pou» la bigue AOO — } 18.000 kilof .

Bronze et acier 108 —

ChatM de (>"»08a 810 ^

Des grues da 10 tonnes et de 15 tonnes, sur ces types, ont 6té fournies en 1858 k Tarsenal de Toulon, où elles out donné et douneut encore de bons résultats.

An delà des limites de forces ci-dessus, le poids des appareUs ne subit pas une augmentation proportionnelle* Aiusi une grue pouyaut lever 90 tonnes peut être établie sur pareil modèle, pour un poids de :

Fonte, environ 20.000 kilog.

Pw — ..•.••••• 9.800 ^ Téh ^ • . 1.000 ^

▲eisr «1 brosis, eotiroii, , . • . 100 <** .

Chaîne 500 —

0Oil, «a ohiflVei fonde. . M.4S0 kilog. à 95.000 kileg.

Ces diverses grues peuvent être calculées sur la base de fr. 80 ft fr . 90 le kilogramme, montage sur place non compris, suivant le couFi des matières.

Les grues de Toulon revenaient, fonte moulée comptée sur le pri:^ de 30 francs les 100 kilogrammes, à 70 francs les 100 kilogrammes, à l'usine, frais généraux compris et sans frais de montage, lesquels étaient à la charge de la marine. Le prix de revient e^t quelque peu variable, suivant que les grues sont 4 pivot âxe ou à pivot tournant, Pans ces der<i nières, il y a un peu plus de matière, en même temps qu'une plus-value justifiée par le système d'agencement à la base.

Nous ferons les mômes observations pour les grues également & bigues des types figures 14 à 17. Le prix d'établissement doit être sensiblement le même pour celles qui ne fonctionnent pas par moteur à vapeur. Le poids des appareils est moindre, mais les dépenses de maind'œuvre sont relativement plus élevées, Quant au:8: grues munies d'un appareil à vapeur, leur prix est naturellement augmenté de la râleur de

la machine et de sa chaudière. On pent admettre que ce prix peut se tenir, comme moyenne sur l'ensemble, entre 1 fr. 80 et B flrancs par kilogramme.

Les grues roulantes, comme à la figure 18 ou autres tjrpes analogues, sont construites entre les limites de puissance suivantes : 1,000 & 1,500 kllos^tunmes, 2,000 à2,S00 kilogrammes et 4,000 à 6,000 kilogrammes. Ainsi] que nous avons dit, elles ne sont guère admises au delà de cette force, sauf applications et dispositions spéciales.

Les appareils à la puissance de 1,000 à 1,600 kilogrammes se font à deux volées, dont Tune est équilibrée, ou bien encore avec un contre* poids à charnière, monté sur un levier, dont Textrémité se rappix>che ou s'écarte à volonté de Taxe de la grue.

Ces grues peuvent peser entre 2,500 et 3,000 kilogrammes fer et fonte, chaînes comprises, et être établies comme prix de vente sur la base de fr. 90 à 1 franc le kilogramme.

Les appareils entre 2,500 et 3,000 kilogrammes de force ont un poids d'environ 7,000 à 8,000 kilogrammes, savoir :

Fonte .......

Fer, obatne comprise Bronze et acier » . .